DE3247052A1

DE3247052A1 - Hydraulische betaetigungseinheit

Info

Publication number: DE3247052A1
Application number: DE19823247052
Authority: DE
Inventors: Uwe 6231 Schwalbach Kley; Kurt 6367 Karben Rühle
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co OHG
Priority date: 1982-12-20
Filing date: 1982-12-20
Publication date: 1984-06-20
Also published as: JPS59117906A

Description

Hydraulische Betätigungseinheit
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Betätigungseinheit mit einem Zylindergehäuse und r mindestens einem axial aus dem offenen Ende des Zylindergeäuses herausbewegbaren Kolben und einer ringförmigen Dichtung die in einer in dem Zylindergehäuse ausgebildeten Ringnut angeordnet ist und den Kolben gegenüber dem Gehäuse abdichtet.
Bei einer bekannten hydraulischen Bitätigungsei.nheit dieser Art (DE-OS 29 19 536) weist der Nutgrund der Ringnut einen flachen, parallel zur Zylinderwandung verlaufenden Abschnitt und einen zur Zylinderwandung geneigten Abschnitt auf. Mit dieser Dichtungsanordnung soll erreicht werden, daß die Gegenkraft, die dem Einfahren des Kolbens in den Zylinder entgegengesetzt wird, durch Variieren des Nutgrunds verändert, bzw. an die Erfordernisse der hydraulischen Betätigungseinheit angepaßt wird, ohne daß man speziell ausgesuchte elastomere Dichtungen benötigt.
Es hat sich aber in der Praxis gezeigt, daß eine derartige Dichtungsanordnung keine gezielte Kolbenrückstellkraft hervorruft, die ein konstantes Lüftspiel unabhängig vom Druck und Kolbenweg erzeugt, was bedeutet, daß das Lüftspiel so klein wird-, daß sich an der Bremse unerwünschte Restmomente bilden, die zu erhöhtem Energieverbrauch eines Fahrzeugs führen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, mit einfachen Mitteln eine hydraulische Betätigungseinheit zu schaffen, bei der ein vorgegebenes Lüftspiel unabhängig vom Druck und Kolbenweg stets konstant bleibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgeniäß dadurch gelost, daß der Nutgrund der Ringnut aus zwei sich schneidenden Flächenabschnitten besteht, die zur Mantelfläche des Kolbens derart geneigt sind, daß ihre Flächen einen Winkel kleiner 1800 bilden. Durch die beiden Schrägen am Nutgrund wird eine deutliche Vergrößerung des Lüftspiels erreicht, das in dem für Scheibenbremsen gebräuchlichen Druckbereich unabhängig vom Druck und Kolbenweg stets konstant bleibt. Beim Betätigen des Kolbens wird die Dichtung sowohl vom Kolben mittels Reibung als auch durch den auf die Dichtung einwirkenden hydraulischen Druck in Betätigungsrichtung des Kolbens mitgenommen. Dabei wird die Dichtung in den sich verjüngenden Abschnitt; der Ringnut hineingedrückt, wobei eine dem Kolbenweg entsprechende, von der Dichtung auf den Kolben eipwirkende Rückstellkraft an der Dichtung erzeugt wird, die immer so bemessen ist, daß ein vorgegebenes Lüftspiel der Bremse unabhängig vom hydraulischen Betätigungsdruck und Kolbenweg stets eingehalten wird.
Ist der in Bewegungsrichtung des Kolbens vordere Flächenabschnitt länger als der hintere Flächenabschnitt und beträgt das Verhältnis der axialen Breite des vorderen zum hinteren Flächenabschnitt 3 : 1, wobei die axiale Breite der Dichtung etwa das Maß der axialen Breite der Ringnut abzüglich der axialen Breite des hinteren Abschnitts ist und gleichzeitig sich an die Rückwand der Ringput eine in Richtung des geschlossenen Endes verlaufende Fase anschließt, so ergibt sich bei ej.nem Neigungswiflkelbeider Flächenabschnitte von etwa 70 aus Versuchen bei Scheibenbremsen, insbesondere bei bolzengeführten Schwimmsattel-Scheibenbremsen für Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen ein für diese Bremsen optimales Lüftspiel, das auch durch die für obige Bremsen vorgeschriebenen Lastkollektive nicht verändert wird.
Bei Betätigung der Bremse wird die Dichtung aufgrund der geringen Neigung des Nutgrunds nicht allzu stark in den sich verjüngenden Abschnitt der Ringnut hineingedrückt, so daß hierdurch eine lange Lebensdauer der Dichtung erreicht wird. Die Ringnut ist aufgrund der einfachen konstruktiven Gestaltung leicht herstellbar und mit geringen Kosten verbunden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
In der Zeichnung ist ein Teillängsschnitt oberhalb der Mittellinie 1 eines Zylindergehäuses 2 eines Bremssattels 3 einer Scheibenbremse im Bereich der Dichtungsanordnung zwischen Zylindergehäuse 2 und Kolben 4 dargestellt. Die im Zylindergehäuse 2 des Bremssattels 3 ausgebildete Zylinderbohrung 5 dient zur Aufnahme und Führung des Kolbens 4. Eine in einer Ringnut 6 des Zylindergehäuses 2 ausgebildete Dichtung 7 mit rechteckigem Querschnitt liegt mit ihrer radial inneren, zylindrischen Mantelfläche 8 dichtend auf der zylindrischen Mantelfläche 9 des Kolbens 4 an.. Der Nutgrund 10 der Ringnut 6 besteht aus zwei Flächenabschnitten 11,12, die zur Mantelfläche 9 des Kolbens 4 gewandt sind und zueinander einen Winkel kleiner 1800 bilden. Der Nutgrund 10 wird von der Vorderwand 14 und der Rückwand 15 axial begrenzt. Die Vorderwand 14 liegt in der Zeichnung rechts von der Rückwand 15.
Das sich auf der rechten Seite in der Zeichnung anschließende, nicht dargestellte Ende des Kolbens 4 dient als Druckbeaufschlagungsglied gegen eine ebenfalls nicht dargestellte Bremsbacke. Das sich am linken Ende der Zeichnung anschließende Ende des Kolbens 4 ist über einen nicht dargestellten Druckraum und eine Druckleitung mit einem ebenfalls nicht dargestellten bremsdruckerzeugenden Hauptzylinder verbunden.
Am Ubergang von der Vorderwand 14 zur Zylinderbohrung 5 ist eine Fase 16 ausgebildet, die so groß bemessen ist, daß während der Rückbewegung der radial innere Bereich der Dichtung 7 in den von der Fase 16 und der Mantelfläche 8 des Kolbens 4 gebildeten Raum 17 hineinwandert, so daß der Kolben 4 nicht allzu früh an der Dichtung 7 vorbeigleiten kann-. Hierdurch wird verhindert, daß der Kolben 4 nicht allzu weit in die Zylinderbohrung 5 hineinwandert, so daß beinlnächsten Betätigen des Bremspedals ein geringer Leerweg zu erwarten ist.
Die Flächenabschnitte 11 bzw. 12 bilden jeweils mit der parallel zur Mittellinie verlaufende Hilfslinie 18 einen Winkeli bzw.4 ,derca. 7" 30 Min. beträgt. Die Hilfslinie 18 verläuft durch den Schnittpunkt der beiden Flächenabschnitte 11,12.
Die axiale Breite der Dichtung 7 ist geringfügig kleiner als der kürzeste Abstand zwischen der Vorderwand 14 und der Rückwand 15. Hierdurch bildet die Dichtung 7 mit der Ringnut 6 und der Mantelfläche 8 des Kolbens 4 einen hohlzylindrischen Raum 19, wenn die Dichtung 7 an der Rückwand 15 anliegt. Am Ubergang von der Vorderwand 14 zur Zylinderbohrung 5 ist eine Fase 20 ausgebildet. Die Fase 20 verhindert eine scharfe Kante in diesem Bereich.
Die Wirkungsweise der Dichtungsanordnung ist folgende: Bei hydraulischer Druckbeaufschlagung des Kolbens 4 wird die Dichtung 7 sowohl durch die Vorwärtsbewegung in Pfeilrichtung 13~des Kolbens 4 als auch durch den hydraulischen Druck selbst in den sich hohlkegelstumpfförmig verjüngenden Raum 19 je nach Größe des hydraulischen Drucks entsprechend tief hineingedrückt, ohne daß zunächst der Kolben 4 an der Dichtung 7 vorbeigleitet. Dabei werden nach Uberwindung des Lüftspiels der Bremse die Bremsbacken gegen eine nicht dargestellte Bremsscheibe gedrückt. Steigt der hydraulische Druck in der Bremse weiter an, so wandert auch der Kolben 4 aufgrund der Gehäusedehnung am Bremssattel, der Kompressibilität und des Verschleißes der Bremsbacken und Bremsscheibe weiter aus dem Zylindergehäuse 2 in Pfeil Schtung 13 heraus.
Aufgrund des kegelförmigen Flächenabschnitts 11 wird nun der radial äußere Bereich der Dichtung 7 sowohl durch die Bewegung des Kolbens 4 als auch durch den hydraulischen Druck langsamer mit dem Kolben 4 mitwandern als der radial innere Bereich der Dichtung 7. Hierbei tritt eine Verspannung in der Dichtung 7 auf, die eine entgegen der Bewegungsrichtung 13 auf den Kolben 4 wirkende Rückstellkraft ausübt. Die Ausbildung des Nutgrunds 10 ermöglicht somit eine bessere Nutzung der vorhandenen Federkennung der Dichtung 7 bei rechteckigem Querschnitt.
Der Kolben 4 gleitet erst an der Dichtung 7 vorbei, d.h.
die Scheibenbremse stellt nach, wenn der für eine Bremse festgelegte Weg des Kolbens 4 bis zum Beginn einer Nachstellung überschritten wird. Dieser festgelegte Kolbenweg setzt sich im wesentlichen aus bemlüftspiel, der zumassigen Gehäusedehnung, sowie der Belagkommpressibilität zusammen.
Nach Beendigung des Bremsvorgangs zieht die Dichtung 7 aufgrund ihrer Rückstellkraft den Kolben 4 in seine Ausgangsstellung abzüglich des Nachstellschritts zurück.
Hierbei nimmt die Dichtung 7 weitgehenst ihre Ursprungsform wieder ein. Die durch die Neigung der beiden Flächenabschnitte 11,12 in der Dichtung 7 hervorgerufene, auf die Mantelfläche 8 des Kolbens 4 einwirkende Radialspannung sorgt für eine sichere Abdichtung der Dichtungsanordung. Die V-förmige Ringnut 6 sorgt auch für eine Zentrierung der Dichtung 7.

Claims

Patentansprüche Hydraulische Betätigungseinheit mit einem Zylindergehäuse und mindestens einem axial aus dem offenen Ende des Zylindergehäuses herausbewegbaren Kolben und einer ringförmigen Dichtung, die in einer in dem Zylindergehäuse ausgebildeten Ringnut angeordnet ist und den Kolben gegenüber dm Gehäuse abdichtet, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der Nutgrund (10) der Ringnut (6) aus zwei sich schneidenden Flächenabschnitten (11,12) besteht, die zur Mantelfläche (9) des Kolbens (4) derart geneigt sind, daß ihre Flächen (11,12) einen Winkel kleiner 1800 bilden.
2. Hydraulische Betätigungseinheit nach Anspruch. l, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß der in Bewegungsrichtung (13) des Kolbens (4) vordere Flächenabschnitt (11) länger ist als der hintere Flächenabschnitt (12).
3. Hydraulische Betätigungseinheit nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß das Verhältnis der axialen Breite des vorderen zum hinteren Flächenabschnitt (11,12) etwa 3 : 1 ist.
4. Hydraulische Betätigungseinheit nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß die axiale Breite der Dichtung (7) -etwa das Maß der axialen Breite der Ringnut (6) abzüglich der axialen Breite des hinteren Abschnitts (12) ist.
5. Hydraulische Betätigungseinheit nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß sich an die Rückwand (15) der Ringnut (6) eine Fase (16) anschließt.
6. Hydraulische Betätigungseinheit nach einem vorhergehenden Anspruch-, dadurch y e k e n n z e i c h n e t, daß die Neigungswinkel « und p der beiden Flächenabschnitte (11,12) etwa 70 30' betragen.