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Die Erfindung betrifft einen Bremskolben und eine Bremskolbenanordnung für eine Fahrzeugbremse. Bei dem Fahrzeug kann es sich z. B. um ein Straßenfahrzeug handeln, wie einen Pkw, einen Lkw oder einen Bus. Bei der Fahrzeugbremse kann es sich insbesondere um eine Fahrzeugscheibenbremse handeln.
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Bremskolben werden in der Regel in Hohlräumen aufgenommen, die in Bremssätteln oder anderen Gehäuseteilen ausgebildet sind. Ein Teil einer Außenfläche des Bremskolbens und mindestens ein Teil einer Innenfläche des Hohlraums begrenzen eine Hydraulikkammer. Durch Veränderung des hydraulischen Drucks in der Hydraulikkammer kann der Bremskolben vor und zurück bewegt werden und so auf einen Bremsklotz einwirken. So kann der Bremsklotz z.B. mit einer Bremsscheibe in Kontakt gepresst werden, um Bremskräfte zu erzeugen.
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Bislang sind Bremskolben in der Regel als zylindrische Teile mit einem im Wesentlichen konstanten Durchmesser ausgeführt. Ein Beispiel findet sich in
US 10 591008 B2 . Zur Verringerung der erforderlichen Bremsflüssigkeitsaufnahme schlägt die
DE 10 2018 218 195 B4 einen Bremskolben vor, der einen Hohlraum zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit begrenzt, wobei der Bremskolben und damit der Hohlraum einen durchmesserreduzierten Mittelteil aufweist.
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Diese bestehenden Lösungen bieten zwar einige Vorteile, aber es gibt noch Raum für Verbesserungen. So leiden bekannte Bremssysteme immer noch unter einem hohen Gewicht, hohen Baukosten und sind unter Umständen nicht in der Lage, einen gleichmäßigen Kontakt und Druck zwischen einer Bremsscheibe und einem Bremsklotz, der vom Bremskolben verschoben wird, zuverlässig zu erzeugen. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Abnutzung der Bremsklötze, zur Erzeugung von Quietschgeräuschen und zu einer ungleichmäßigen Erzeugung von Reibungswärme beim Bremsen führen.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, zumindest einige dieser bestehenden Nachteile zu beseitigen.
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Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand gemäß den beigefügten unabhängigen Ansprüchen gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in dieser Beschreibung und in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Dementsprechend wird ein Bremskolben für eine Fahrzeugbremse vorgeschlagen, wobei der Bremskolben umfasst:
- - ein erstes Element, das einen ersten Kolbenendabschnitt umfasst zum Anliegen an (insbesondere Berühren von) einem Bremsklotz der Fahrzeugbremse;
- - eine Vielzahl von rohrförmigen zweiten Elementen, die jeweils einstückig mit dem ersten Element ausgebildet oder mit diesem verbunden sind und jeweils mindestens einen Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt aufweisen, der sich entlang einer Längsachse des Bremskolbens erstreckt.
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Eine radiale Abmessung des Flüssigkeitsaufnahmeabschnitts jedes zweiten Elements kann kleiner sein als eine radiale Abmessung des ersten Elements.
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Beispielsweise kann die radiale Abmessung jedes Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts nicht mehr als ein Viertel oder nicht mehr als 10 % der radialen Abmessung des ersten Teils betragen. In einem Beispiel kann die radiale Außen- oder Innenabmessung jedes zweiten Elements weniger als 50 mm oder weniger als 20 mm betragen, z. B. zwischen 1 mm und 15 mm. Die innere Abmessung kann einer radialen Abmessung des Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts entsprechen.
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Durch die Bereitstellung mehrerer zweiter Elemente zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit kann der Kolbendurchmesser verringert werden im Vergleich zu bekannten Lösungen mit einem zentralen, von der Außenfläche des Kolbens umschlossenen Abschnitt zur Aufnahme von Bremsflüssigkeit. Dadurch können Größe und Gewicht des Bremskolbens reduziert werden. Wie weiter unten ausgeführt, bedeutet dies auch, dass der Hohlraum, der den Bremskolben aufnimmt, ebenfalls verkleinert werden kann, wodurch die Kompaktheit verbessert wird.
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Der verringerte Durchmesser des Kolbens und jedes der zweiten Elemente ermöglicht auch eine Verringerung des Volumens der Bremsflüssigkeit, die vom Kolben aufgenommen wird und zum Verdrängen des Kolbens benötigt wird.
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Darüber hinaus ermöglicht die Vielzahl der zweiten Elemente die Erzeugung einer lokal variierenden Bremsdruckverteilung, die auf das erste Element und damit auf den Bremsklotz wirkt. Zum Beispiel kann mindestens ein zweites Element außermittig mit dem ersten Element verbunden sein (d. h. außermittig in Bezug auf einen geometrischen Mittelpunkt des ersten Elements), wodurch ein konzentrierter lokaler Druck an der außermittigen Position erzeugt wird. Weitere Beispiele für Druckverteilungen, die durch die Vielzahl der zweiten Elemente definiert werden, sind unten aufgeführt.
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Sind das erste und das zweite Element nicht einstückig, so können sie getrennt hergestellt und/oder getrennt bereitgestellt werden, z. B. als getrennte Stücke aus Einzelteilen. Sie können bei der Montage des Bremskolbens miteinander verbunden werden. Die Gestaltung des Bremskolbens aus entsprechenden separaten Elementen hat den Vorteil, dass jedes dieser Elemente mit einem individuell optimierten Fertigungsverfahren hergestellt werden kann und/oder ein im Hinblick auf die jeweilige Funktion des Elements optimiertes Material umfassen kann. Dies erhöht die Flexibilität und kann dazu beitragen, die Kosten und das Gewicht zu begrenzen. Das erste Element kann zum Beispiel aus Metall sein. Es kann z. B. durch Stanzen oder Schneiden hergestellt werden. Die zweiten Elemente können metallisch oder nichtmetallisch (z. B. aus Kunststoff) sein. Sie können im Allgemeinen ein anderes Material umfassen als das erste Element. Die zweiten Elemente können z. B. mit jedem bekannten Rohrherstellungsverfahren hergestellt werden.
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Das erste Element kann sich in einem Winkel und insbesondere orthogonal zur Längsachse erstrecken. Die zweiten Elemente können sich jeweils in einem kleineren Winkel zur Längsachse erstrecken als das erste Element, z. B. nur leicht dazu geneigt sein (aber immer noch entlang der Achse ausgerichtet sein). Alternativ dazu können sich die zweiten Elemente parallel zur Längsachse erstrecken und/oder ihre Längsachsen können mit der Längsachse des Kolbens zusammenfallen.
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Im Allgemeinen können das erste Element und/oder mindestens eines der zweiten Elemente konzentrisch zur Längsachse des Kolbens angeordnet sein. Die radiale Abmessung von jeglichem der ersten und zweiten Elemente kann ein Durchmesser sein. Jede der hier offenbarten Abmessungen, Anordnungen und räumlichen Beziehungen kann zumindest in einer Querschnittsebene des Bremskolbens, die die Längsachse umfasst, vorhanden sein. Diese Querschnittsebene kann sich orthogonal zum Bremsklotz und/oder zu einer Seitenfläche einer Bremsscheibe, die vom Bremsklotz berührt wird, erstrecken.
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Die zweiten Elemente können parallel zueinander und/oder radial voneinander beabstandet angeordnet sein. Sie können sich axial überlappen und/oder in einem gemeinsamen axialen Abschnitt angeordnet sein. Beispielsweise können die ersten Enden der zweiten Elemente an einer gemeinsamen axialen Position (z. B. am ersten Element) und die zweiten Enden der zweiten Elemente an einer anderen gemeinsamen axialen Position (z. B. entfernt vom ersten Element) angeordnet sein.
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In einem Beispiel ist das erste Element ein plattenförmiges Element. Es kann eine konstante Dicke und/oder Abmessung haben, was seine Herstellung vereinfacht.
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Die zweiten Elemente können jeweils ein Rohr sein. Die zweiten Elemente können jeweils mindestens eine Öffnung zur Aufnahme der Bremsflüssigkeit aufweisen, wobei die Öffnung vom ersten Element abgewandt ist. Die Öffnung kann in einem axialen Endabschnitt des zweiten Elements und insbesondere in einer Endfläche desselben vorgesehen sein. Eine optionale Öffnung in einem anderen (gegenüberliegenden) axialen Endabschnitt kann durch das erste Element verschlossen werden. Alternativ können die zweiten Elemente z. B. an dem anderen axialen Endabschnitt einstückig geschlossen sein. Zur Aufnahme der Bremsflüssigkeit können die zweiten Elemente jeweils einen länglichen hohlen Abschnitt oder Hohlraum aufweisen, der den jeweiligen Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt bildet.
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In einem Beispiel hat jedes zweite Element eine im Wesentlichen konstante Querschnittsform und/oder eine im Wesentlichen konstante radiale Abmessung, z. B. über seine gesamte oder im Wesentlichen gesamte Länge. Dies vereinfacht die Produktion und verbessert die Gleichmäßigkeit der Hydraulikströme. So kann es beispielsweise nur lokale Abweichungen von der Form und/oder den radialen Abmessungen geben, z. B. durch optionale Rillen. Dementsprechend kann die Querschnittsform und/oder die radiale Abmessung über mindestens 75 % oder mindestens 90 % der Länge jedes zweiten Elements konstant sein, so dass sie insgesamt im Wesentlichen konstant ist.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Verbindung zwischen dem ersten Element und jedem zweiten Element eine mechanische Verbindung oder eine stoffschlüssige Verbindung. Im letzteren Fall kann die Verbindung z. B. durch Schweißen, Löten und/oder Kleben hergestellt werden. Die mechanische Verbindung kann z. B. einen Form- und/oder Kraftschluss zwischen dem ersten und dem zweiten Element umfassen. Die mechanische Verbindung kann mindestens ein mechanisches Befestigungselement, wie z. B. einen Schraubbolzen, umfassen.
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Im Allgemeinen kann das zweite Element keine den Kolben umgebenden Strukturen berühren, wie z. B. die umgebenden Innenwände eines Hohlraums, in dem der Kolben aufgenommen ist, und/oder eine Bremsflüssigkeitsdichtung, die eine Dichtung zwischen dem Hohlraum und dem Kolben bildet. Dadurch werden die für das zweite Element erforderlichen Fertigungstoleranzen begrenzt.
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Der Bremskolben kann außerdem einen zweiten Kolbenendabschnitt umfassen. Dieser Abschnitt kann sich an einem axial gegenüberliegenden Ende des ersten Kolbenendabschnitts befinden. Eine radiale Abmessung des zweiten Kolbenendabschnitts kann größer sein als eine radiale Abmessung jedes Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts. Sie kann auch größer sein als die radiale Abmessung eines (virtuellen) Kreises, der die zweiten Elemente umschließt. Anders ausgedrückt: Ihre radial äußerste Position kann die radial äußerste Position von jeglichem der zweiten Elemente überschreiten.
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Der zweite Kolbenendabschnitt kann den umgebenden Hohlraum und/oder eine Dichtung berühren, die an diesem Hohlraum vorgesehen ist und mit diesem in Kontakt steht. Er kann daher einen speziellen Abschnitt von begrenzter Länge bereitstellen, um eine optionale Dichtungsfunktion und/oder eine Führungsfunktion des Kolbens im Hohlraum zu erreichen.
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Der zweite Kolbenendabschnitt kann von einem dritten Element umfasst sein, das mit jedem der zweiten Elemente verbunden ist. Im Allgemeinen können das erste Element und das zweite Element in axialer Reihenfolge angeordnet werden, gefolgt von dem optionalen dritten Element. Die axiale Länge der zweiten Elemente und kann die axiale Länge des ersten Elements und des optionalen dritten Elements überschreiten. Durch die Bereitstellung des separaten dritten Elements kann die erhöhte Fertigungsgenauigkeit, die z. B. für eine(n) optionale Dichtungsfunktion oder Hohlraumkontakt erforderlich ist, auf dieses Element beschränkt werden, wodurch die Gesamtkosten gesenkt werden.
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Eine radiale Abmessung des zweiten Kolbenendabschnitts kann kleiner sein als die radiale Abmessung des ersten Kolbenendabschnitts. Die vergrößerte radiale Abmessung des ersten Kolbenendabschnitts kann eine ausreichend große Kontaktfläche für die Anlage an dem Bremsklotz gewährleisten. Die kleinere radiale Abmessung des zweiten Kolbenendabschnitts kann die Kompaktheit des Bremskolbens erhöhen und Gewicht sparen.
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Der zweite Kolbenendabschnitt umfasst mindestens einen Fluidkanal, der in Fluidverbindung mit mindestens einem der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitte steht. Der Kanal kann z.B. mit einer oben erwähnten Öffnung in einem entsprechenden zweiten Element zur Aufnahme der Bremsflüssigkeit fluchten sein.
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Jedes der zweiten Elemente kann mit einem optionalen dritten Element verbunden sein, das den zweiten Endabschnitt umfasst. Außerdem kann jedes der zweiten Elemente (und genauer gesagt ihre Flüssigkeitsaufnahmeabschnitte) in Fluidverbindung mit einem Fluidkanal im zweiten Kolbenendabschnitt (und/oder dem dritten Element) stehen, z. B. ein Fluidkanal pro zweitem Element.
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Nach einer Ausführungsform sind die zweiten Elemente in Umfangsrichtung um die Längsachse beabstandet, z.B. in einem konstanten Winkelabstand zueinander. Zusätzlich oder alternativ können die radialen Abmessungen der zweiten Elemente und/oder ihrer jeweiligen Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitte voneinander abweichen. Dies trägt dazu bei, die gewünschten lokalen Druckverteilungen zu definieren, die auf das erste Element und damit auf den Bremsklotz wirken.
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In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung auch einen Bremskolben für eine Fahrzeugbremse, wobei der Bremskolben umfasst:
- - ein erstes Element, das einen ersten Kolbenendabschnitt umfasst zum Anliegen an einem Bremsklotz der Fahrzeugbremse;
- - ein rohrförmiges zweites Element, das einstückig mit dem ersten Element ausgebildet oder (wenn es separat ausgebildet ist) mit diesem verbunden ist und mindestens einen Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt umfasst, der sich entlang einer Längsachse des Bremskolbens erstreckt;
wobei eine radiale Abmessung des Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts kleiner als ein Viertel einer radialen Abmessung des ersten Elements ist und eine radiale Abmessung des Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts um im Wesentlichen 0 % oder um nicht mehr als 40 % (oder um nicht mehr als 30 %, 10 % oder 5 %) entlang einer Länge des Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts variiert.
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Die radiale Abmessung kann daher konstant sein oder sich nur geringfügig über die Länge des Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts verändern. Insbesondere kann sie entlang dieser Länge kontinuierlich variieren, z. B. kontinuierlich abnehmen oder zunehmen.
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Der o.g. Bremskolben bietet eine weitere Platz- und Bremsflüssigkeitsreduzierung, z.B. im Vergleich zur
DE 10 2018 218 195 B4 . Im letztgenannten Fall sind der Verringerung der radialen Abmessungen dadurch Grenzen gesetzt, dass die Komponenten eines Feststellbremsmechanismus innen aufgenommen werden müssen. Auch die radialen Abmessungen eines vergleichbaren Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts dieser Lehre sind nur in einem Abschnitt reduziert. Nach diesem Abschnitt werden die radialen Abmessungen wieder vergrößert, um eine Kontaktschulter für den Kontakt mit dem Feststellbremsmechanismus bereitzustellen. Dadurch wird die erzielbare Verringerung des vom Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts aufgenommenen Bremsflüssigkeitsvolumens begrenzt.
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Nach jeglichem der hier offenbarten Aspekte nimmt mindestens ein längliches, rohrförmiges zweites Element mit kleinem Durchmesser Bremsflüssigkeit auf, nimmt vorzugsweise jedoch keine weiteren Komponenten auf, insbesondere nicht die eines Feststellbremsmechanismus. Dies ermöglicht einen entsprechend reduzierten und insbesondere konstanten Innendurchmesser des rohrförmigen zweiten Teils.
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Im zweiten Aspekt kann genau ein zweites Element vorhanden sein und/oder dieses zweite Element kann das einzige Element des Kolbens sein, das Bremsflüssigkeit aufnimmt. Alle Optionen, Ausführungsformen und Variationen (insbesondere des zweiten Elements), die in Bezug auf den ersten Aspekt erörtert wurden, können auch für den Bremskolben des zweiten Aspekts und insbesondere für dessen zweites Element gelten.
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Die Erfindung betrifft auch eine Bremskolbenanordnung, umfassend:
- - ein Gehäuse mit einem Hohlraum;
- - einen Bremskolben nach einem der vorhergehenden Beispiele;
wobei der Bremskolben in dem Hohlraum aufgenommen ist.
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Das Gehäuse kann z.B. durch einen Bremssattel gebildet werden. Der Hohlraum kann zylindrisch sein. Der Hohlraum kann sich entlang der Längsachse des Bremskolbens erstrecken und/oder seine Längsachse kann mit derjenigen des Bremskolbens zusammenfallen.
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Der Hohlraum kann einen konstanten Querschnitt und/oder eine konstante radiale Abmessung (insbesondere einen konstanten Durchmesser) haben. Alternativ kann sein Querschnitt und/oder seine radiale Abmessung variieren. Er kann beispielsweise einen ersten Abschnitt zur Aufnahme des ersten Elements und einen zweiten Abschnitt zur Aufnahme des zweiten Elements oder der mehreren zweiten Elemente aufweisen, wobei eine radiale Abmessung des zweiten Abschnitts kleiner ist als eine radiale Abmessung des ersten Abschnitts (z. B. höchstens zwei Drittel oder höchstens die Hälfte der radialen Abmessung des ersten Abschnitts). Auf diese Weise kann der Hohlraum an die Durchmesserschwankungen des Bremskolbens angepasst werden, wodurch die Kompaktheit des Hohlraums erhöht wird.
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Falls ein zweiter Kolbenendabschnitt und insbesondere ein drittes Element der oben genannten Art vorgesehen ist, kann der zweite Abschnitt des Hohlraums so dimensioniert sein, dass er den zweiten Kolbenendabschnitt bzw. das dritte Element aufnehmen kann.
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Es ist zu beachten, dass jede der oben beschriebenen Aufnahmefunktionen des Hohlraums zumindest für einen nicht verschobenen (d. h. nicht bremsenden) Zustand des Bremskolbens gelten kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Bremskolben eine Fluiddichtung, die den Bremskolben und das Gehäuse berührt und die im zweiten Abschnitt des Hohlraums angeordnet ist. Sie kann die einzige Dichtung sein, die den Bremskolben und das Gehäuse berührt (und damit diese Teile gegeneinander abdichtet), und/oder es kann keine entsprechende Dichtung im ersten Teil des Hohlraums vorhanden sein. Dadurch wird die Größe der von Kolben und Hohlraum (und der Dichtung) umschlossenen Hydraulikkammer begrenzt, wodurch das erforderliche Bremsflüssigkeitsvolumen verringert wird.
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Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren erläutert. Figurenübergreifend können gleiche oder ähnliche Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen markiert sein.
- 1 ist eine Schnittdarstellung einer Fahrzeugbremse umfassend eine Bremsanordnung und einen Bremskolben gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
- 2 ist eine Schnittdarstellung einer Bremsanordnung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
- 3 ist eine Schnittdarstellung einer Bremsanordnung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
- Die 4-6 zeigen Rückansichten von Bremskolben gemäß weiterer Ausführungsformen der Erfindung.
- 7 ist eine Schnittdarstellung einer Bremsanordnung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt eine Fahrzeugscheibenbremse mit einer Bremsanordnung 10 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Die Fahrzeugscheibenbremse umfasst einen Bremssattel 1, der ein Gehäuse 12 der Bremsanordnung 10 bildet, wobei das Gehäuse 12 einen Hohlraum 13 aufweist. Die Bremsanordnung 10 umfasst auch einen Bremskolben 14.
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Die Fahrzeugscheibenbremse umfasst ferner eine Bremsscheibe 2 und ein Paar von Bremsklötzen 3, die auf gegenüberliegenden Seitenflächen der Bremsscheibe 12 angeordnet sind. Nur die obere Hälfte der Bremsscheibe 2 ist dargestellt und die Bremsscheibe 2 ist im Allgemeinen dazu eingerichtet, sich um eine Rotationsachse R zu drehen.
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Einer der Bremsklötze 3, insbesondere eine Endplatte, wird vom Bremskolben 14 berührt. Durch das Verschieben des Bremskolbens 14 kann der Bremsklotz 3 gegen die jeweils gegenüberliegende Seitenfläche der Bremsscheibe 2 gedrückt werden. Gemäß bekannten Schwimmsattelprinzipien wird so der andere Bremsklotz 3 in Kontakt mit der anderen Seitenfläche der Bremsscheibe 2 gezwungen, wodurch die Bremsscheibe 2 zwischen den Bremsklötzen 3 eingeklemmt und eine Bremswirkung erzeugt wird.
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Der Bremskolben 14 umfasst ein erstes plattenförmiges Element 16, das sich orthogonal zu einer Längsachse L des Bremskolbens 14 erstreckt. Der Bremskolben 14 umfasst auch ein zweites Element 18, das als Rohr mit konstantem Innen- und Außenquerschnitt und konstantem Innen- und Außendurchmesser (d. h. radialer Abmessung) entlang seiner Länge ausgebildet ist. Das zweite Element 18 erstreckt sich entlang der Längsachse L und konzentrisch zu dieser. Ein länglicher hohler Abschnitt des zweiten Elements 18 bildet einen Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt 19.
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Der Bremskolben 14 umfasst auch ein drittes Element 20 mit einem Flüssigkeitskanal 22, der mit dem Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt 19 und mit einer externen Bremsflüssigkeitszufuhrleitung 23 in Verbindung steht. Das dritte Element 20 ist ein platten- oder blockförmiges Element. Das erste Element 16 bildet einen ersten Kolbenendabschnitt (d. h. einen linken Endabschnitt in 1), während das dritte Element 20 einen gegenüberliegenden zweiten Kolbenendabschnitt (d. h. einen rechten Endabschnitt in 1) bildet. Das zweite Element 18 ist axial zwischen dem ersten Element 16 und dem dritten Element 20 angeordnet. Das erste Element 16 und das dritte Element 20 sind somit durch das dritte Element 20 axial voneinander beabstandet.
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In 1 sind der Bremskolben 14 und das Gehäuse 12 in einer Schnittansicht dargestellt, wobei die Schnittebene die Längsachse L und die Rotationsachse R umfasst. Das zweite Element 18 und das dritte Element 20 haben beide einen kreisförmigen Querschnitt. Der Durchmesser des zweiten Elements 18 ist kleiner als der des dritten Elements 20, aber auch als eine radiale Abmessung des ersten Elements 16. Dies kann sich auf die radiale Abmessung in der dargestellten Schnittebene beziehen, kann aber auch für jede andere radiale Abmessung des ersten Elements 16 gelten. Der Durchmesser des Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt 19 des zweiten Elements 18 beträgt weniger als ein Viertel der radialen Abmessung des in 1 dargestellten ersten Elements 16.
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Das zweite Element 18 ist radial von dem Hohlraum 13 beabstandet und berührt nicht die Innenfläche 26 des Hohlraums 13. Das dritte Element 20 liegt hingegen nahe der Innenfläche 26 des Hohlraums 13 und berührt eine optionale Bremsflüssigkeitsdichtung 15, die in einer umlaufenden Nut des Hohlraums 13 angeordnet ist.
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Der Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt 19, der Flüssigkeitskanal 22 und ein optionaler Spalt 24 zwischen dem dritten Element 20 und dem Hohlraum 13 begrenzen eine Hydraulikkammer. Ein über die Bremsflüssigkeitszufuhrleitung 23 in die Hydraulikkammer eintretendes Bremsflüssigkeitsvolumen erhöht den Hydraulikdruck in der Hydraulikkammer und drückt den Bremskolben 14 gegen den benachbarten Bremsklotz 13. Auf diese Weise kann der Bremsklotz 13 durch den Bremskolben 14 in Kontakt mit der Bremsscheibe 2 gedrückt werden. Bei Verringerung des hydraulischen Drucks erfolgt eine entgegengesetzte Bewegung des Bremskolbens 14 zurück in die in 1 gezeigte Position. Dies kann durch bekannte Rückstellmittel unterstützt werden, wie eine optionale Rückstellfunktion der Dichtung 15 oder mindestens eine nicht abgebildete Rückstellfeder.
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In 1 markieren die gestrichelten Linien einen möglichen alternativen Umriss der Innenfläche 26 des Hohlraums 13. Genauer gesagt, kann ein Innendurchmesser des Hohlraums 13 in einem Bereich, der sich axial mit dem zweiten Element 18 überlappt, verringert werden. Dadurch kann die Kompaktheit des Hohlraums 13 und der Bremsanordnung 10 erhöht werden.
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2 zeigt eine Bremsanordnung 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die Bremsanordnung 10 umfasst wiederum ein Gehäuse 12, das z. B. ein integrierter Teil eines ansonsten nicht abgebildeten Bremssattels sein kann. Das Gehäuse 12 weist wiederum einen Hohlraum 13 auf, der einen Bremskolben 14 aufnimmt. Der Bremskolben 14 ist im Allgemeinen ähnlich aufgebaut wie die Ausführung in 1, mit Ausnahme der radialen Abmessungen des dritten Elements 20.
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Genauer gesagt ist entlang der Längsachse L des Bremskolbens 14 eine axiale Abfolge eines ersten plattenförmigen Elements 16, eines zweiten rohrförmigen Elements 18 umfassend einen länglichen hohlzylindrischen Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitt 19 und des dritten Elements 20 definiert. Dementsprechend umfasst das erste Element 16 einen ersten Kolbenendabschnitt 40 und das dritte Element 20 einen zweiten Kolbenendabschnitt 42.
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Der Durchmesser D2 des zweiten Elements 18 und insbesondere der Durchmesser D1 seines Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitts 19 ist wiederum kleiner als eine radiale Abmessung D4 des ersten Elements 16. Der Durchmesser D3 des dritten Elements 20 ist größer als der Durchmesser D2 des zweiten Elements 18 (aber z. B. nur etwas größer, z. B. nicht mehr als 30 % größer). Andererseits ist er deutlich kleiner als die radiale Abmessung D4 des ersten Elements 16 (z. B. weniger als die Hälfte dieser radialen Abmessung D4). Das dritte Element 20 liegt an einer Bremsflüssigkeitsdichtung 15 an.
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Die Form des Hohlraums 13 und insbesondere die Durchmesser seiner Innenfläche 26 sind an diese Unterschiede in den radialen Abmessungen der ersten bis dritten Elemente 16, 18, 20 angepasst. In 1 von links nach rechts betrachtet, hat ein erster Abschnitt 28 des Hohlraums 13 einen größeren Durchmesser als die radiale Abmessung D4 des ersten Elements 16, während ein axial benachbarter zweiter Abschnitt 30 des Hohlraums 13 einen deutlich verringerten Durchmesser aufweist (z. B. um mindestens die Hälfte reduziert). Diese abgestufte Konfiguration des Hohlraums 13 erhöht die Kompaktheit nochmals.
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Zu beachten ist, dass im Gegensatz zur 2 die Form der Außenfläche des Gehäuses 12 nicht der gestuften Form der Innenfläche 26 des Hohlraums 13 entsprechen muss, sondern davon abweichen kann.
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In den 1 und 2 ist nur ein zweites Element 18 zu sehen, wobei nur ein solches Element 18 vorhanden sein kann. Es können jedoch auch mehrere zweite Elemente 18 vorhanden sein, die z. B. außerhalb der Schnittebene der 1 und 2 angeordnet sind und/oder nicht von dieser geschnitten werden. So kann sich beispielsweise ein weiteres zweites Element 18 vor oder hinter dem abgebildeten zweiten Element 18 befinden, wenn man es entlang einer Achse betrachtet, die orthogonal zur Bildebene verläuft.
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3 zeigt eine Bremsanordnung 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. In diesem Fall weist der Bremskolben 14 eine dargestellte Vielzahl von zweiten Elementen 18 auf, die radial voneinander beabstandet sind. Die zweiten Elemente 18 verlaufen nur beispielhaft parallel und haben jeweils ähnliche radiale und axiale Abmessungen. Außerdem überlappen sie sich axial und erstrecken sich in einem gemeinsamen axialen Abschnitt A. Auch hier verbinden sie ein erstes plattenförmiges Element 18 und ein drittes Element 20.
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Die Durchmesserverhältnisse zwischen jedem der zweiten Elemente 18 und dem ersten Element 16 und dem dritten Element 20 sind ähnlich wie in 2. Der Durchmesser des dritten Elements 20 ist jedoch im Vergleich zu 2 vergrößert, da es mit jedem der radial beabstandeten zweiten Elemente 18 verbunden ist. Außerdem umfasst das dritte Element 20 Flüssigkeitskanäle 22, die mit jedem der zweiten Elemente 18 (d. h. mit jedem ihrer Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitte 19) in Fluidverbindung stehen. Die Flüssigkeitskanäle 22 sind durch einen Spalt 24 miteinander verbunden, der dem von 1 entspricht. Der besagte Spalt 24 entsteht spätestens dann, wenn der Kolben 14 in 3 nach einem anfänglichen Bremsflüssigkeitsdruckanstieg leicht nach links bewegt wird. Das dritte Element 20 liegt wiederum an einer optionalen Bremsflüssigkeitsdichtung 15 an.
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4-6 sind Rückansichten von Bremskolben 14 gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung. Die Bremskolben 14 sind im Allgemeinen ähnlich wie im Beispiel von 3 gestaltet, jedoch mit abweichenden Positionen und Größen der zweiten Elemente 18.
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In jeder dieser Figuren ist eine Stirnfläche eines dritten Elements 20 dem Betrachter zugewandt. Eine nicht dargestellte Längsachse des Bremskolbens 14 verläuft somit orthogonal zur Bildebene. Eine Rückseite des (beispielhaft) kreisförmigen ersten Elements 16 ist ebenfalls sichtbar. Außerdem sind die Flüssigkeitskanäle 22 sichtbar, die mit den Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitten 19 der verdeckten zweiten Elemente 18 fluchten und den gleichen Durchmesser wie diese haben.
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Es ist erkennbar, dass die Durchmesser der Flüssigkeitskanäle 22 und damit der Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitte 19 variieren können. Ein Bremskolben 14 kann also Bremsflüssigkeitsaufnahmeabschnitte 19 mit unterschiedlichen Durchmessern kombinieren, z. B. mit kleineren Durchmessern von 1 bis 1,5 mm und größeren Durchmessern zwischen 2 und 3 mm.
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Durch die Positionierung der zweiten Elemente 18, insbesondere wenn diese unterschiedliche Durchmesser haben, kann eine lokal unterschiedliche Druckverteilung definiert werden. In 4 sind drei zweite Elemente 18 mit Flüssigkeitsaufnahmeabschnitten 19 mit vergrößerten Durchmessern in regelmäßigen Abständen um einen zentralen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt 19 mit kleinerem Durchmesser angeordnet. Dadurch ist der Druck, der auf das erste Element 16 und damit auf einen nicht abgebildeten Bremsklotz wirkt, in einem radial äußeren Bereich größer.
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In 5 sind vier zweite Elemente 18 in regelmäßigen Abständen um einen Mittelpunkt des Bremskolbens 14 (d. h. um seine nicht dargestellte Längsachse) angeordnet. Zwei der zweiten Elemente 18 und genauer gesagt ihre Flüssigkeitsaufnahmeabschnitte 19 haben einen vergrößerten Durchmesser. Der Druck entlang einer (virtuellen) Achse B, die durch die zweiten Elemente 18 verläuft, wird dadurch erhöht.
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In 6 hat ein zentrales zweites Element 18 einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt 19 mit einem vergrößerten Durchmesser und sorgt für einen entsprechend erhöhten zentralen lokalen Druck. Zweite Elemente 18, die Flüssigkeitsaufnahmeabschnitte 19 mit kleineren Durchmessern aufweisen, sind in regelmäßigen Winkelabständen um das zentrale zweite Element 18 herum verteilt.
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Wenn stattdessen zweite Elemente 18 mit identischen Durchmessern vorgesehen sind, ist es immer noch möglich, für lokal unterschiedliche Druckverteilungen zu sorgen, z. B. indem sie in unregelmäßigen radialen Abständen und/oder Winkelabständen angeordnet werden. Andererseits kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, eine nicht veränderliche lokale Druckverteilung zu erzeugen, indem man ein regelmäßig beabstandetes Muster von zweiten Elementen 18 vorsieht, deren Flüssigkeitsaufnahmeabschnitte 19 identische Durchmesser haben.
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7 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Ähnlich wie in den 1 und 2 ist nur ein zweites Element 19 abgebildet, und es kann auch nur ein solches Element 18 vorhanden sein. Es kann jedoch auch eine Vielzahl von zweiten Elementen 19 vorhanden sein. Beispielsweise kann eine Vielzahl von zweiten Elementen 18 vorgesehen und gemäß einer der hierin offenbarten Ausführungsformen angeordnet werden, wobei jedes zweite Element 18 (oder mindestens eines aus der Vielzahl) die Gestaltung von 7 aufweist.
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In 7 ist das zweite Element 18 mit einem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt°19 versehen, dessen Durchmesser sich entlang seiner Länge (d. h. zwischen seinem linken und seinem rechten Ende) kontinuierlich ändert. Wie dargestellt, nimmt der Durchmesser in Richtung des ersten Elements 16 kontinuierlich ab. Dementsprechend ist der Durchmesser D1 neben dem ersten Element 16 kleiner als der Durchmesser D2 am gegenüberliegenden Ende, z. B. höchstens 80 % oder höchstens 70 % so groß. In einem Beispiel liegt der Durchmesser D1 zwischen (einschließlich) 4 mm und bis zu (einschließlich) 6 mm.
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Der abnehmende Durchmesser ermöglicht einen vorteilhaften Druckaufbau und fördert ein schnelles Abfließen der Flüssigkeit aus der Hydraulikkammer 19, sobald die Bremse deaktiviert ist. Der Durchmesser kann aber auch in Richtung des ersten Elements 16 kontinuierlich zunehmen.
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Liste der Bezugszeichen
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- 1
- Bremssattel
- 2
- Bremsscheibe
- 3
- Bremsbelag
- 10
- Bremskolben-Anordnung
- 12
- Gehäuse
- 13
- Hohlraum
- 14
- Bremskolben
- 15
- Dichtung
- 16
- erstes Element
- 18
- zweites Element
- 19
- Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt
- 20
- drittes Element
- 22
- Flüssigkeitskanal
- 23
- Bremsflüssigkeitszufuhrleitung
- 24
- Spalt
- 26
- Innenfläche (des Hohlraums)
- 28
- erster Abschnitt(des Hohlraums)
- 30
- zweiter Abschnitt(des Hohlraums)
- 40
- erster Kolbenendabschnitt
- 42
- zweiter Kolbenendabschnitt
- A
- axialer Schnitt
- L
- Längsachse
- R
- Rotationsachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 10591008 B2 [0003]
- DE 102018218195 B4 [0003, 0031]
