DE10034364A1

DE10034364A1 - Brake calliper has hydraulically driven piston which presses friction plate against brake disk and which has central cavity with inlet for cooling liquid at opposite end to friction plate and several outlets for it at plate end

Info

Publication number: DE10034364A1
Application number: DE2000134364
Authority: DE
Inventors: Andre De Cortanze
Original assignee: Toyota Motorsport GmbH
Current assignee: Alcon Components Ltd
Priority date: 2000-07-14
Filing date: 2000-07-14
Publication date: 2002-02-07
Anticipated expiration: 2020-07-15
Also published as: DE10034364C2

Abstract

The brake calliper has a hydraulically driven piston (1) which presses a friction plate against the brake disk (9). The piston has a central cavity with an inlet (12) for cooling liquid at the opposite end to the friction plate and several outlets (11) for it at the plate end.

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremssattel mit wenigstens einem axial verschiebbaren, hydraulisch zu betätigenden Kolben, mit dem wenigstens ein Reibbelag gegen eine Bremsscheibe preßbar ist.The invention relates to a brake caliper with at least one axially displaceable, hydraulically operated pistons, with which at least one friction lining can be pressed against a brake disc is.

Bei einem Bremssattel werden die Reibbeläge beim Bremsvorgang axial gegen die mit dem Rad eines Fahrzeugs rotierende Brems scheibe gepreßt. Bei der dadurch entstehenden Reibung wird Rotationsenergie in Wärme umgewandelt. Durch die Wärmeentwick lung kommt es zu einer Temperaturerhöhung in der Bremsscheibe, in den Bremsbelägen und im Bremssattel. Durch Wärmeleitung und Wärmestrahlung werden auch der Kolben, die Hydraulikflüssig keit, der die Hydraulikflüssigkeit aufnehmende Raum und die Dichtungen, die die Hydraulikflüssigkeit von der Umgebung trennen, erwärmt.With a brake caliper, the friction linings during the braking process axially against the brake rotating with the wheel of a vehicle disk pressed. With the resulting friction Rotational energy converted into heat. Because of the heat there is an increase in temperature in the brake disc, in the brake pads and in the brake caliper. Through heat conduction and Thermal radiation also becomes the piston, the hydraulic fluid speed, the space holding the hydraulic fluid and the Seals that keep the hydraulic fluid from the environment separate, heated.

Zur Abführung der Wärme, die durch einen Bremsvorgang ent steht, wird der Verbund aus Bremsscheibe und Reibbelag ge kühlt. In vielen Fällen reicht für die Wärmeabfuhr das Tempe raturgefälle zwischen den erwärmten Bauteilen und der Umgebung aus. Eine stärkere Kühlung kann erreicht werden, wenn die erwärmten Bauteile mit Luft angeströmt werden. Ein Beispiel hierfür sind innenbelüftete Scheibenbremsen.To dissipate the heat caused by braking stands, the composite of brake disc and friction lining is ge cools. In many cases the temperature is sufficient for heat dissipation temperature gradient between the heated components and the environment out. More cooling can be achieved if the heated components are blown with air. An example there are internally ventilated disc brakes.

Durch diese Kühlung wird in erster Linie Wärme der Bremsschei be und den Reibbelägen entzogen. Diese Wärmeabfuhr führt zu niedrigenen Reibbelagstemperaturen, was auch niedrigere Tempe raturen des Kolbens, im Hydraulikmittel und in den Dichtungen Durch eine genügend große Kühlung des Verbunds von Bremsschei be und Reibbelag lassen sich die maximal auftretenden Tempera turen der Bremsscheibe und die der Reibbeläge unter gewissen Grenzen halten. Jedoch kann dadurch nicht ausgeschlossen wer den, daß sich am Kolben Temperaturen einstellen, mit denen eine sichere Betätigung und Wirkungsweise der Bremse nicht mehr gewährleistet ist.This cooling primarily turns the brake disc into heat be and removed from the friction linings. This heat dissipation leads to lower friction lining temperatures, which also lower temp piston, hydraulic fluid and seals By a sufficiently large cooling of the brake disc assembly be and friction lining the maximum occurring tempera doors of the brake disc and that of the friction linings under certain Keep boundaries. However, this cannot rule out who that the piston sets temperatures with which safe operation and operation of the brake is not more is guaranteed.

Wenn beispielsweise die Dichtungen, die die Umgebung von der Hydraulikflüssigkeit abdichten, mit zu hoher Temperatur beauf schlagt werden, drohen sie undicht zu werden. Diese Undichtig keiten können zum einen zu einem Austritt der Bremsflüssigkeit führen. Zum anderen kann durch eine undichte Dichtung Luft in die Bremsflüssigkeit gelangen, was auch vermieden werden soll.For example, if the seals that surround the area from the Seal hydraulic fluid, apply too high a temperature are hit, they threaten to leak. This leaking On the one hand, the brake fluid can escape to lead. On the other hand, air can leak in through a leaky seal get the brake fluid, which should also be avoided.

Auch die Bremsflüssigkeit darf nicht zu hohen Temperaturen ausgesetzt werden. Wenn aufgrund eines zu großen Wärmeeintrags die Temperatur der Bremsflüssigkeit über ihrem Siedepunkt steigt, entstehen durch das Sieden Dampfbläschen. Bei solch einem Zustand ist es nicht mehr möglich, einen kontrollierten Druck in der Bremsflüssigkeit aufzubauen. Die Bremse lässt sich dann nicht mehr zuverlässig bedienen.The brake fluid must not be too hot get abandoned. If due to excessive heat input the temperature of the brake fluid above its boiling point rises, boiling vapor bubbles form. With such one state it is no longer possible to control one Build up pressure in the brake fluid. The brake leaves then no longer use reliably.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich tung zu schaffen, mit der die Temperaturen insbesondere im Bereich des Kolbens einer Scheibenbremse niedrig gehalten werden können.The invention is therefore based on the object, a Vorrich to create with which the temperatures in particular The area of the piston of a disc brake is kept low can be.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass der Kolben einen Hohlraum mit wenigstens einer Eintrittsöffnung zur Zuführung eines Kühlmediums in den Hohlraum und mit wenig stens einer Austrittsöffnung zur Abführung des Kühlmediums aus dem Hohlraum aufweist.According to the invention this object is achieved in that the Piston a cavity with at least one inlet opening for feeding a cooling medium into the cavity and with little at least one outlet opening for the discharge of the cooling medium has the cavity.

Durch das durch die Eintrittsöffnung in den Hohlraum des Kol bens eintretende Kühlmedium kann der Kolben gekühlt werden. Through the through the inlet opening in the cavity of the Kol When the cooling medium enters, the piston can be cooled.

Durch die gekühlten Kolbenoberflächen werden auch die Dichtun gen und die Hydraulikflüssigkeit gekühlt. Damit lassen sich die Temperaturen des Kolbens, der Bremsflüssigkeit und der Dichtungen sowie anderer Bauteile in unmittelbarer Nähe des Kolbens beeinflussen. Auch bei sehr hohen Bremsleistungen kann die Temperatur in der Hydraulikflüssigkeit dadurch in einem normalem Bereich gehalten werden.The seals are also sealed by the cooled piston surfaces conditions and the hydraulic fluid cooled. With that you can the temperatures of the piston, the brake fluid and the Seals and other components in the immediate vicinity of the Affect piston. Even with very high braking powers the temperature in the hydraulic fluid in one normal range.

Als Kühlmedium kann vorzugsweise Luft oder auch ein anderes geeignetes Kühlmittel verwendet werden. Durch die Einstellung eines Druckes vor der Eintrittsöffnung kann der Durchstrom des Mediums durch den Kolben beeinflußt werden.Air or another can preferably be used as the cooling medium suitable coolant can be used. By hiring a pressure in front of the inlet opening, the flow of Medium are influenced by the piston.

Die Eintrittsöffnung kann an der dem Reibbelag abgewandten Seite des Kolbens angeordnet sein. Wenn die Austrittsöffnungen an der am Reibbelag zugewandten Seite angeordnet sind, ergibt sich eine Hauptströmrichtung des Kühlmediums durch den Kolben, die auf die Reibbeläge gerichtet ist. Durch die Anströmung der Reibbeläge durch das Kühlmedium wird auch der Reibbelag ge kühlt. Aber auch durch die Wärmeleitung zwischen Reibbelag und dem gekühlten Kolben wird Wärme dem Reibbelag entzogen.The inlet opening can be on the side facing away from the friction lining Be arranged side of the piston. If the outlet openings are arranged on the side facing the friction lining a main flow direction of the cooling medium through the piston, which is aimed at the friction linings. By the flow of the Friction linings through the cooling medium is also the friction lining cools. But also due to the heat conduction between the friction lining and heat is extracted from the friction lining of the cooled piston.

Durch geeignete Vorrichtungen, wie zum Beispiel Leitbleche innerhalb des Hohlraumes des Kolbens, kann die Kühlmittel strömung beeinflusst werden. Dadurch kann das Kühlmittel an die Stellen des Kolbens geleitet werden, die einer besonderen Kühlung bedürfen. Beispielhaft seien hier die Bereiche des Kolbens genannt, die über die Dichtungen streichen. Auch kön nen dadurch insbesondere die Kolbenwände gekühlt werden, die unmittelbaren Kontakt mit dem zu kühlenden Hydraulikmittel haben.Using suitable devices such as baffles inside the cavity of the piston, the coolant can flow can be influenced. This can cause the coolant the points of the piston are directed to that of a special one Need cooling. The areas of the Called pistons that stroke the seals. Also can NEN thereby in particular the piston walls are cooled, the direct contact with the hydraulic fluid to be cooled to have.

Vorzugsweise umfasst der Kolben zwei hohle, coaxiale Zylinder mit jeweils unterschiedlichen Durchmessern. Dabei ist der Reibbelag, der durch den Kolben gegen die Bremsscheibe be drückt wird, auf einer Stirnfläche des Zylinders mit dem grö ßeren Durchmesser angeordnet. The piston preferably comprises two hollow, coaxial cylinders with different diameters. Here is the Friction lining that be by the piston against the brake disc is pressed on an end face of the cylinder with the size arranged larger diameter.

Die dem Reibbelag abgewandte Stirnfläche des Zylinders mit größerem Durchmesser kann in der Ebene der dem Reibbelag zu gewandten Stirnfläche des Zylinders mit kleinerem Durchmesser liegen. Dabei erstreckt sich die Kolbenwandung in der zur Zylinderachse senkrechten Ebene nur von der Mantelfläche des Zylinders mit größerem Umfang bis zur Mantelfläche des Zylin ders mit kleinerem Durchmesser. Dadurch bilden beide Hohl zylinder einen nicht geteilten Hohlraum. Die ringförmige Kol benwand zwischen den Mantelflächen der Zylinder wird mit Druck beaufschlagt, so daß der Kolben mit dem Reibbelag gegen die Bremsscheibe preßbar ist.The face of the cylinder facing away from the friction lining Larger diameter can be in the plane of the friction lining face of the cylinder with a smaller diameter lie. The piston wall extends in the Cylinder axis vertical plane only from the lateral surface of the Cylinder with a larger circumference up to the outer surface of the Zylin with a smaller diameter. As a result, both form hollow cylinder an undivided cavity. The ring-shaped col benwand between the lateral surfaces of the cylinder is under pressure acted on, so that the piston with the friction lining against the Brake disc is pressable.

An der dem Reibbelag abgewandten Stirnfläche des Zylinders mit kleinerem Durchmesser kann eine Öffnung vorgesehen werden, durch die das Kühlmittel in den Hohlraum des Kolbens gelangt. In diesem Fall strömt dann das Kühlmittel durch den Zylinder mit kleinerem Durchmesser in den Zylinder mit größerem Durch messer.On the face of the cylinder facing away from the friction lining an opening of smaller diameter can be provided, through which the coolant enters the cavity of the piston. In this case, the coolant then flows through the cylinder with a smaller diameter in the cylinder with a larger diameter knife.

In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Kolben einen Zylinder umfassen, wobei der Reibbelag auf einer Stirnfläche des Zylinders angeordnet ist. In der anderen Stirnfläche des Zylinders kann eine kreisrunde Öffnung vorgesehen sein, deren Kreismittelpunkt auf der Achse des Zylinders liegt. Durch diese Öffnung kann sich eine Durchflußvorrichtung erstrecken. Durch diese Durchflußvorrichtung, die als Rohrstück ausge bildet sein kann, kann das Kühkmittel in den Hohlraum des Kolbens gelangen.In another embodiment, the piston can be one Cylinder comprise, the friction lining on an end face of the cylinder is arranged. In the other face of the Cylinder can be provided with a circular opening The center of the circle lies on the axis of the cylinder. By a flow device can extend through this opening. Through this flow device, the out as a piece of pipe can be formed, the coolant in the cavity of the Piston.

Am Rand der dem Reibbelag zugewandten Stirnfläche des Zylin ders, auf der der Reibbelag angeordnet ist, können sich eine Vielzahl von Öffnungen befinden. Die Öffnungen können in gleichmäßigen Abständen zueinander am Umfang des Zylinders angeordnet sein.At the edge of the front surface of the Zylin facing the friction lining on which the friction lining is arranged, a Variety of openings. The openings can be in even distances from each other on the circumference of the cylinder be arranged.

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen: Two embodiments of the invention are as follows described in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt ei nes Ausführungsbeispiels und Fig. 1 shows a schematic representation of a longitudinal section of egg nes embodiment and

Fig. 2 in schematischer Darstellung einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels. Fig. 2 shows a schematic representation of a longitudinal section of a second embodiment.

Der in Fig. 1 gezeigte Kolben 1 umfasst zwei hohle Zylinder 2 und 4, deren Mantelflächen durch die ringförmige Kolbenwand 3 miteinander verbunden sind. Der die Hydraulikflüssigkeit auf nehmende Innenraum 7, in den durch die Öffnung 6 das Hydrau likmittel eingegeben wird, ist durch die ringförmigen Dichtun gen 5a und 5b gegenüber der Umgebung abgedichtet.The piston 1 shown in Fig. 1 comprises two hollow cylinders 2 and 4, the lateral surfaces are interconnected by the annular piston wall 3. The hydraulic fluid on the interior 7 , into which the hydrau likmittel is entered through the opening 6 , is sealed by the annular seals 5 a and 5 b against the environment.

Durch Beaufschlagung eines Drucks im Innenraum 7 wird der Kolben 1 mit dem Reibbelag 8 gegen die Bremsscheibe 9 gepreßt. Durch die Reibkräfte zwischen Reibbelag 8 und Bremsscheibe 9 wird die um die Drehachse 11 rotierende Bremsscheibe 9 abge bremst.By applying a pressure in the interior 7 , the piston 1 with the friction lining 8 is pressed against the brake disc 9 . Due to the frictional forces between the friction lining 8 and the brake disk 9 , the brake disk 9 rotating about the axis of rotation 11 is braked.

In der vom Reibbelag abgewandten Stirnfläche des Zylinders 4 mit kleineren Durchmesser befindet sind eine Eintrittsöffnung 12 vorgesehen, die sich über die ganze Stirnfläche erstreckt. Das Kühlmittel fließt durch die Eintrittsöffnung 12 in den Hohlraum des Kolbens 1. An der Stirnfläche des Zylinders mit größerem Durchmesser 2, an dem der Reibbelag 8 angeordnet ist, sind mehrere schlitzförmige Austrittsöffnungen 11 vorgesehen. Durch diese Austrittsöffnungen 11 strömt das Kühlmittel aus dem Hohlraum des Kolbens 1.In the end face of the cylinder 4 with the smaller diameter facing away from the friction lining there is an inlet opening 12 which extends over the entire end face. The coolant flows through the inlet opening 12 into the cavity of the piston 1 . On the end face of the cylinder with a larger diameter 2 , on which the friction lining 8 is arranged, a plurality of slot-shaped outlet openings 11 are provided. The coolant flows out of the cavity of the piston 1 through these outlet openings 11 .

Fig. 2 zeigt ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeipiel im Längsschnitt. Durch die Öffnung 6 gelangt das Hydraulik mittel in den das Hydraulikmittel aufnehmenden Innenraum 7. Der Kolben 1 hat eine zylindrische Form, wobei der Reibbelag 8 auf einer Stirnfläche angeordnet ist. Durch die Eintritts öffnung 12 ist eine Durchflußvorrichtung 3 in Form eines Rohr stücks geführt, durch das das Kühlmedium in den zylinderförmi gen Kolben strömt. Zwischen dem Rohrstück und der Eintritts öffnung ist eine ringfömige Dichtung 5b vorgesehen, die den Kolbenhohlraum von dem Innenraum 7, in dem sich die Brems flüssigkeit befindet, trennt. An Rand der Stirnfläche, auf die der Reibbelag 8 angeordnet ist, sind mehrere schlitzartige Austrittsöffnungen 11 vorgesehen. Des weiteren ist eine ring förmige Dichtung 5a zwischen der Umfangsfläche des den Kolben bildenden Zylinders und der Begrenzung des Innenraums 7 an geordnet. Fig. 2 shows another exemplary embodiment according to the invention in longitudinal section. The hydraulic medium passes through the opening 6 into the interior 7 receiving the hydraulic medium. The piston 1 has a cylindrical shape, the friction lining 8 being arranged on an end face. Through the inlet opening 12 is guided piece, a flow-through device 3 in the form of a tube through which the cooling medium flows in the zylinderförmi gen flask. Between the pipe section and the inlet opening, an annular seal 5 b is provided, which separates the piston cavity from the interior 7 , in which the brake fluid is located. At the edge of the end face on which the friction lining 8 is arranged, several slot-like outlet openings 11 are provided. Furthermore, a ring-shaped seal 5 a is arranged between the peripheral surface of the cylinder forming the piston and the boundary of the interior 7 .

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Kolben
piston

22

Zylinder mit größerem Durchmesser
Larger diameter cylinders

33

Ringförmige Kolbenwand
Annular piston wall

44

Zylinder mit kleinerem Durchmesser
Smaller diameter cylinders

55

a Ringförmige Dichtung
a Annular seal

55

b Ringförmige Dichtung
b Annular seal

66

Öffnung (Hydraulikmittel)
Opening (hydraulic fluid)

77

Innenraum
inner space

88th

Reibbelag
friction lining

99

Bremsscheibe
brake disc

1010

Drehachse der Bremsscheibe
Axis of rotation of the brake disc

1111

Austrittsöffnungen (Kühlmittel)
Outlet openings (coolant)

1212

Eintrittsöffnung (Kühlmittel)
Inlet opening (coolant)

1313

Durchflußvorrichtung
flow-through

Claims

1. Brake caliper with at least one axially displaceable, hydraulically operated piston ( 1 ), with which a friction lining ( 8 ) can be pressed against a brake disc ( 9 ), characterized in that the piston ( 1 ) has a cavity with at least one inlet opening ( 12 ) for supplying a cooling medium into the cavity and with at least one outlet opening ( 11 ) for removing the cooling medium from the cavity.

2. Brake caliper according to claim 1, characterized in that the inlet opening ( 12 ) on the friction lining ( 8 ) facing away from the piston ( 1 ) is arranged and a plurality of outlet openings ( 11 ) on the friction lining ( 8 ) facing side of the Piston ( 1 ) are arranged.

3. Brake caliper according to claim 1, characterized in that devices for influencing the cooling medium flow are provided in the cavity of the piston ( 1 ).

4. Brake caliper according to claim 1, characterized in that the piston ( 1 ) comprises two hollow, coaxial cylinders with different diameters ( 2 , 4 ), the friction lining ( 8 ) on an end face of the cylinder with a larger diameter ( 2 ) is arranged.

5. Caliper according to claim 4, characterized in that the abge facing the end face of the cylinder with a larger diameter ( 2 ) lies in the same plane as the end face of the cylinder facing the friction lining with a smaller diameter ( 4 ), the two Cavities of the cylinders form the cavity of the piston ( 1 ).

6. Brake caliper according to claim 1, characterized in that the piston ( 1 ) comprises a hollow cylinder, the friction lining ( 8 ) being arranged on one end face of the cylinder and in the other end face being provided with a coaxial inlet opening ( 12 ) which extends a Durchflußvor direction ( 13 ).

7. Brake caliper according to claim 4 or 6, characterized in that a plurality of outlet openings ( 11 ) on the edge of the end face of the cylinder, on which the friction lining ( 8 ) is arranged, are arranged at uniform distances from one another.