DE4415731C2 - Dichtungsanordnung, insbesondere in einem Zweikreis-Bremszylinder - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Dichtungsanordnung zur Abdichtung benachbarter mit Flüssigkeit gefüllter Zylinderräume, insbe­ sondere in einem Zweikreis-Bremszylinder, mit einem in einem Zylinder in axialer Richtung beweglich angeordneten Kolben und mindestens einer auf dem Kolben angeordneten Dichtmanschette mit einer Dichtlippe, die mit ihrer Außenfläche radial an der Zylinderwandung anliegt.

Eine derartige Dichtungsanordnung ist beispielsweise in der DE 38 22 261 A1 offenbart. In einem Zweikreis-Bremszylinder, der auch Tandembremszylinder genannt wird, ist axial ver­ schiebbar ein schwimmender Kolben angeordnet, der den Primär­ druckraum für den einen Bremskreis von dem Sekundärdruckraum für den anderen Bremskreis trennt. Der schwimmende Kolben ist der Druckkolben des Sekundärdruckraumes, während der Primär­ druckraum von dem sogenannten stangengeführten Kolben beauf­ schlagt wird, der mit dem Bremskraftverstärker in Verbindung steht. Der schwimmende Kolben und der stangengeführte Kolben stehen über eine zwischengelegte Druckfeder miteinander in Wirkverbindung. Der schwimmende Kolben ist stufenförmig ausge­ bildet und weist in seinem mittleren Bereich eine Einbuchtung aus, durch die im Zusammenwirken mit der Zylinderwandung ein Ringraum ausgebildet wird, in den beim Bremsen aus dem Bremsflüssigkeitsbehälter Flüssigkeit entsprechend dem zum Druckaufbau im Radbremszylinder benötigten Volumen nachfließen kann.

Auf dem schwimmenden Kolben ist eine Trennmanschette zur Abdichtung des Primärdruckraumes zum Nachlaufraum angeordnet.

Die DE 41 08 899 A1 offenbart die Form einer als Trennmanschette eingesetzten Dichtmanschette, die eine von ihrem Grundkörper radial nach außen weisende Dichtlippe aufweist. Die Dichtlippe liegt mit ihrer Seitenfläche radial an der Zylinderwandung an.

Bei einer Bremsbetätigung kann diese Dichtmanschette Schwingungen erzeugen, die sich über den Hauptbremszylinder in die Karosserie fortpflanzen und sich zu einem deutlich hörbaren Quietschen verstärken. Diese Geräusche entstehen überwiegend bei beginnender Bewegung und zunehmendem Druck. Durch die bei modernen Fahrzeugen zunehmend reduzierten Motor- und Windgeräusche werden die Nebengeräusche des Fahrzeugs für die Insassen deutlich wahrnehmbar. Insbesondere in Fahrzeugen der gehobenen Kategorie werden derartige Geräusche jedoch nicht toleriert.

Von dieser Problemstellung ausgehend, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der gattungsgemäßen Art so fortzubilden, daß bei Betätigung der Bremse quietschende Geräusche vermieden werden.

Die Lösung der Aufgabe erfolgt dadurch, daß die Außenfläche der Dichtlippe ballig ausgebildet ist, wobei ein Wulst radial außen an der Dichtlippe derart hervorsteht, daß die Dichtlippe bei beginnendem Druckaufbau nicht vollständig zur Anlage an der Zylinderwandung kommt.

Über den Ringwulst liegt die Dichtlippe an der Zylinderwandung an. Dadurch, daß die Dichtlippe keine scharfe Dichtkante aufweist, ist eine gute Schmierkeilbildung sowohl bei der Vor­ wärts- als auch bei der Rückwärtsbewegung des schwimmenden Kolbens möglich. Durch diese Ausbildung kommt die kompakte äußere Dichtlippe bei beginnendem Druckaufbau nicht vollstän­ dig zur Anlage an der Zylinderwandung. Hierdurch werden infol­ ge von Reibung hervorgerufene Schwingungen ("Stick-Slip") wirksam vermieden.

Zur Verstärkung der Schmierkeilbildung ist die Oberfläche des Wulstes vorzugsweise strukturiert und hierzu mit einer Fein­ struktur, insbesondere einer Rauhung versehen. Statt dessen können auch radial umlaufende Rippen vorgesehen sein. Hier­ durch wird Bremsflüssigkeit in der Oberflächenstruktur einge­ lagert, wodurch die Gleitreibung weiter reduziert wird. Die radial umlaufenden Rillen speichern ein entsprechend großes Flüssigkeitsvolumen.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der den Wulst aus­ bildende Krümmungsradius in einem Bereich zwischen 1,0 und 2,0, vorzugsweise zwischen 1,4 und 1,6 Millimeter und der ra­ diale Querschnitt der Dichtlippe mindestens zwischen 1,5 und 3,0, vorzugsweise zwischen 1,8 und 2,2 Millimeter liegt.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Dichtmanschette wird ein Spritzgießwerkzeug verwendet, das aus einem eine Formhöhlung aufweisenden Werkzeugunterteil und einem einen in die Formhöh­ lung eintauchbaren gestuften Stempel aufweisenden Werkzeug­ oberteil besteht, zwischen denen sich im geschlossenen Zustand ein Ringspalt ausbildet, wobei - bezogen auf den Querschnitt der Dichtmanschette - das die Formhöhlung enthaltende Werk­ zeugunterteil ungeteilt einstückig ist. Hierdurch wird für die Herstellung der Dichtmanschette der entscheidende Vorteil er­ zielt, daß das für deren einwandfreie bestimmungsgemäße Funk­ tion ausschlaggebende Maß der Differenz zwischen ihrem größten Außendurchmesser und ihrer lichten Weite - bzw. der entspre­ chenden Radien - über den gesamten Umfang der Dichtmanschette konstant ist. Die Fertigungstoleranz der Dichtmanschette ist folglich unabhängig von einem etwaigen Versatz von Werkzeug­ teilen zueinander. Dies gilt insbesondere auch dann, wenn meh­ rere Nester in einem Werkzeug untergebracht sind.

Anhand einer Zeichnung soll die Erfindung nachfolgend näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 - eine erfindungsgemäße Dichtmanschette im Schnitt,

Fig. 2 - ein Werkzeug zur Herstellung der Dichtmanschette im Schnitt,

Fig. 3 - den Längsschnitt eines Tandemhauptzylinders mit nachgeschaltetem Bremskraftverstärker.

Der Hauptzylinder 7 für ein Zweikreis-Bremssystem besteht im wesentlichen aus dem in ihm schwimmend aufgenommenden Kolben 8, der den Primärdruckraum 12 und den Sekundärdruckraum 13 begrenzt, dem stangengeführten, im Primärdruckraum 12 Druck aufbauenden Kolben 9 und dem Nachlaufbehälter 10.

Der Kolben 8 ist mittig mit einer radialen Einbuchtung verse­ hen, durch die zusammen mit der Zylinderwandung 6 ein Nach­ laufraum 11 ausgebildet wird, in den bei einer Bremsbetätigung aus dem Nachlaufbehälter 10 Bremsflüssigkeit nachlaufen kann. Der stufenförmig ausgebildete schwimmende Kolben 8 weist an seinem vorderen und seinem hinteren Ende eine Dichtmanschette 1 auf. Die Dichtmanschette teilt die Druckräume 12, 13 vom Nachlaufraum 11 ab.

Die Dichtmanschette 1 besteht aus einem Grundkörper 2 mit ei­ ner hieran im wesentlichen parallel verlaufenden, axial ausge­ bildeten Dichtlippe 3, die mit ihrer Außenfläche 3a die radia­ le Abdichtung zur Zylinderwandung 6 übernimmt. Der Übergang vom Grundkörper 2 zu der Dichtlippe 3 erfolgt an dem der Druckseite zugewandten Ende durch einen etwa halbkreisförmigen Bogen K. Die Stirnfläche 2a der Dichtmanschette 1 verläuft in einer Ebene und dient zur Anlage an einem entsprechend ausge­ bildeten Absatz an dem schwimmenden Kolben 8.

Die äußeren Außenflächen 3a der Dichtlippe 3 sind erfindungs­ gemäß ballig ausgebildet, wobei etwa im mittleren Bereich der axialen Höhe H der Dichtmanschette 1 an der Dichtlippe 3 ein radial nach außen weisender Wulst 4 ausgebildet ist. Der Wulst 4 wird durch einen Krümmungsradius R gebildet, der zwischen 1,0 und 2,0 Millimeter, vorzugsweise zwischen 1,4 und 1,6 Millimeter beträgt. Der Außendurchmesser D_W der Dichtmanschette im Bereich des Wulstes 4 ist größer als der Innendurchmesser D_Z des Hauptzylinders 7. Für Zweikreis-Bremszylinder kann der Unterschied zwischen den Durchmessern D_W, D_Z so gewählt werden, daß die Radialspannung der Dichtmanschette auf circa 3% reduziert ist, wodurch die Schmierkeilbildung der Dichtungs­ anordnung zwischen der Zylinderwandung 6 und dem Wulst 4 un­ terstützt wird.

Der innere Durchmesser der Dichtmanschette, ist auf der zum Druckraum weisenden Seite kleiner als auf der an dem schwim­ mendem Kolben 8 anliegenden Seite 2a. Hierzu weist der Grund­ körper 2 an seinem axial über die Dichtlippe 3 hervorstehenden Ende einen kleinen radial nach innen gerichteten Wulst 5 auf. Über den Wulst 5 erhält die Dichtmanschette 1 gegenüber dem Sitz auf dem Kolben 8 eine Vorspannung, so daß sie hierauf fixiert wird. Außerdem erfolgt hierüber die Abdichtung gegen­ über dem Kolben 8.

In Richtung der Druckseite läuft der Wulst 4 aus in eine ent­ gegengerichtete Krümmung vom Radius r, der kleiner ist als der den Wulst 4 ausbildende Krümmungsradius R. Der radiale Quer­ schnitt S der Dichtlippe 3, das heißt, die Dicke der Dichtlip­ pe 3 an dem der Druckseite zugewandten Ende, ist relativ stark ausgebildet und beträgt 1,5-3,0, insbesondere 1,8 bis 2,2 Millimeter.

Die Oberfläche des Wulstes 4 weist eine feine Strukturierung, insbesondere eine Rauhung, auf, in der sich Bremsflüssigkeit zu einem Schmierfilm einlagert.

Fig. 2 zeigt den Querschnitt durch ein Werkzeug, mit dem die erfindungsgemäße Dichtung herstellbar ist. Das Spritzgießwerk­ zeug besteht im wesentlichen aus dem eine dem Querschnitt der Dichtmanschette 1 entsprechende Formhöhlung 23 aufweisenden Werkzeugunterteil 21 und dem einen die Kontur zwischen dem Grundkörper 2 und der Dichtlippe 3 ausbildenden Stempel 22 aufweisenden Werkzeugoberteil 20. Im geschlossenen Zustand bildet sich zwischen dem Werkzeugoberteil 20 und dem Werkzeug­ unterteil 21 ein Ringspalt aus. Die Formhöhlung 23 des Werkzeugunterteils 21 ist so ausgestaltet, daß die Außenkontur der Dichtmanschette 1 vollständig durch das untere Werkzeug­ teil 21 ausgebildet wird. Über den Stempel 22 am Werkzeugober­ teil 20 wird der Zwischenraum zwischen dem Grundkörper 1 und der Dichtlippe 2 erzeugt. Hierzu taucht der Stempel 22 in die Formhöhlung 23 ein. Mit anderen Worten, bezogen auf den Quer­ schnitt entspricht die Formhöhlung 23 der Außenkontur der Dichtmanschette 1 und der Stempel 22 der Innenkontur. Dadurch, daß das die Formhöhlung 23 enthaltende Werkzeugunterteil 21 ungeteilt einstückig ausgebildet ist, wird sichergestellt, daß zwischen Teilen des Werkzeugunterteils 21 ein Werkzeugversatz oder eine Exzentrizität nicht auftreten kann, so daß das Maß B = D_W/2 - d/2 über den Umfang konstant ist.

Claims (11)

1. Dichtungsanordnung zur Abdichtung benachbarter mit Flüssigkeit gefüllter Zylinderräume, insbesondere in einem Zweikreis-Bremszylinder, mit einem in einem Zylinder (7) vom Bohrungsdurchmesser (D_Z) in axialer Richtung beweglich schwimmend angeordneten Kolben (8) und mindestens einer auf dem Kolben (8) angeordneten Dichtmanschette (1) mit einer Dichtlippe (3), die mit ihrer Außenfläche (3a) radial zur Zylinderwandung (6) weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (3a) der Dichtlippe (3) ballig ausgebildet ist, wobei ein Wulst (4) radial außen an der Dichtlippe (3) derart hervorsteht, daß die Dichtlippe (3) bei beginnendem Druckaufbau nicht vollständig zur Anlage an der Zylinderwandung (6) kommt.

2. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennnzeichnet, daß die Oberfläche des Wulstes (4) strukturiert ist.

3. Dichtungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (4) radial umlaufende Rippen aufweist.

4. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Wulst (4) ausbildende Krümmungsradius (R) zwischen 1,0 und 2,0 Millimeter beträgt.

5. Dichtungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (R) zwischen 1,4 und 1,6 Millimeter beträgt.

6. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Querschnitt (S) der Dichtlippe (3) zwischen 1,5 und 3,0 Millimeter beträgt.

7. Dichtungsanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der radiale Querschnitt (S) zwischen 1,8 und 2,2 Millimeter beträgt.

8. Dichtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Maß 2 × B, das sich aus der Differenz von größtem Außendurchmesser (D_W) und kleinstem Innendurchmesser (d) der Dichtmanschnette (1) ergibt, über den Umfang konstant ist.

9. Dichtmanschette für eine Dichtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (3a) der Dichtlippe (3) ballig ausgebildet ist und einen radial nach außen hervorstehenden Wulst (4) aufweist.

10. Dichtmanschette für eine Dichtungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Wulst (4) im mittleren Bereich der Dichtmanschette (1) an der Dichtlippe (3) ausgebildet ist.

11. Werkzeug zur Herstellung einer Dichtmanschette nach Anspruch 1 mit einem eine Formhöhlung (23) aufweisenden Werkzeugunterteil (21) und einem einen in die Formhöhlung (23) eintauchbaren Stempel (22) aufweisenden Werkzeugoberteil (20), zwischen denen im geschlossenen Zustand ein Ringspalt (24) ausgebildet ist, wobei - bezogen auf den Querschnitt der Dichtmanschette - das die Formhöhlung (23) enthaltende Werkzeugunterteil (21) ungeteilt einstückig ist.