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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Dichtung für
den Sattel einer Scheibenbremse, insbesondere eine den Kolben umgreifende
Dichtung innerhalb des Bremssattels, wobei diese Dichtung sowohl zu
Dichtzwecken dient, als auch eine Rollback-Funktion hat.
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Scheibenbremsen und Sättel für Scheibenbremsen
sind bekannt und im benutzten Stand der Technik weit verbreitet.
Derartige Anordnungen enthalten typischerweise ein Sattelgehäuse, welches den
Bremsscheibenrotor übergreift,
wobei das Gehäuse
ein Paar Bremsklötze
auf beiden Seiten der Bremsscheibe enthält. Ein Kolben ist gleitend
in einem nach innen gerichteten Teil des Bremsgehäuses angeordnet.
Der Kolben wird hydraulisch über
eine Bremsleitung betätigt,
die an das Sattelgehäuse
angeschlossen ist. Nach der Betätigung
ist der Kolben verschoben und der innere Sattelteil, welcher den Bremsklotz
in Reibeingriff mit der Bremsscheibe bringt, zieht gleichzeitig
das äußere Ende
des Gehäuses
gegen den äußeren Bremsklotz
in einen Reibeingriff mit der Bremsscheibe, wobei die Bremsscheibe
an dem Fahrzeugrad befestigt ist.
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Bei derartigen Einrichtungen wird
ein Dichtring in einer Gehäusenut
des Sattels eingesetzt, welcher an der Außenfläche des Kolbens angreift. Die Dichtung
hat eine wesentliche Funktion nach der Betätigung der Bremse und der daraus
erfolgenden Deformation des Dichtrings gegenüber dem inneren Bremsklotz
durch das Zurückholen
des Kolbens durch einen sogenannten Rollback des Dichtrings. Dabei
zieht der Dichtring den Kolben in seine Ausgangslage zurück und schafft
hierdurch ein Lüftspiel für das Bremsensystem.
Das richtige Lüftspiel
ist wesentlich, um einerseits zu verhindern, daß die Bremse bei zu geringem
Lüftspiel
Restmomente liefert (zu rauh arbeitet) und umgekehrt um zu verhindern,
daß die,
Bremse bei zu großem
Lüftspiel
zu schwammig wirkt.
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In den bekannten Systemen ist der
Dichtring in einer Nut in dem Sattelgehäuse eingesetzt, wobei die Nut
eine wesentliche Abschrägung
entlang der Nutkanten des Bremsgehäuses aufweist. Diese Abschrägung schafft
Bereiche für
den Dichtring, in die er bei der Betätigung der Bremse ausweichen
kann und aus denen er sich nach beendeter Bremsenbetätigung entspannen
kann. Die Entspannung des Dichtrings dient zur Rückholung des Kolbens in seine Ausgangsstellung,
wodurch das benötigte
Lüftspiel erzeugt
wird, wie weiter oben schon geschildert.
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Durch die beschriebene Abschrägung wird weiterhin
erreicht, daß der
unter Druck stehende Dichtring nicht mit seiner dem Druck abgewandten Kante
in den Spalt zwischen Zylinder und Kolben gepreßt wird und somit beschädigt werden
kann. Unabhängig
von der genannten Abschrägung
ist daher in der
EP-OS 88689 vorgeschlagen
worden den Durchmesser des Dichtringes vom Boden der Nut in dem Zylinder
her und zur Auflagefläche
auf den Kolben hin zu verjüngen.
Dies geschieht dadurch, indem die beiden den Nutwänden zugewandten
Seitenflächen des
Dichtringes mit einer erheblichen Abschrägung versehen werden. Eine ähnliche
Konstruktion ist in der
DE-OS
3327624 beschrieben. Durch die dort beschriebene Maßnahmen
soll der Flächendruck
auf die dynamisch beanspruchte Dichtfläche vergrößert werden.
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Für
die kommenden Generationen von Bremsätteln ist mit einer erheblichen
Erhöhung
des Betriebsdruckes des abzudichtenden Druckmittel-Kreislaufes zu
rechnen. Das gilt insbesondere für elektrohydraulisch
betätigte
Kombisättel,
bei denen eine drastisch höhere
Beanspruchung des Dichtringes erwartet werden kann. Da die Dichtringe
bei den bereits vorhandenen Bremssystemen im Verschleißverhalten
schon bei den bisherigen Randbedingungen als kritisch zu bezeichnen
sind, ist eine deutliche Reduktion der inneren Bauteilebeanspruchung
erforderlich, um auch bei elektrohydraulisch betätigten Kombisätteln mit
der deutlich größeren Belastung eine
sichere Funktion des Dichtringes über die Lebensdauer des Bremssattels
gewährleisten
zu können.
Derartige Kombisättel
arbeiten nicht nur als Betriebs-Bremse sondern auch als Feststellbremse.
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Die vorliegende Erfindung geht daher
aus von einer Dichtung der sich aus dem Oberbegriff des Anspruchs
1 ergebenden Gattung. Aufgabe der Erfindung ist es den Aufbau der
bekannten Dichtungen derart abzuändern,
das auch bei einem besonders hohen Betriebsdruck eine langfristig
sichere und zerstörungsfreie
Arbeitsweise der Dichtung in dem betreffenden Bremssystem gewährleistet
wird. Gleichzeitig soll der zu schaffende Dichtring einfach und preiswert
herzustellen sein.
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Die Aufgabe wird durch die sich aus
den kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ergebende Merkmalskombination
gelöst. Üblicherweise
wird bei den bekannten Dichtringen ein rechteckiger insbesondere
quadratischer Querschnitt gewählt.
Die hohen Spannungen bei dem rechteckigen Querschnitt des Dichtringes
in der Nut ergeben sich durch eine Quetschung der Kante des Dichtringes
an der Lüftspielfase
(Abschrägung).
Dies zeigt, daß der
Dichtring in der Nut stark ungleichmäßig "trägt". Um die Bauteile-
Beanspruchung deutlich reduzieren zu können, wird bei der erfindungsgemäßen Kontur
des Dichtringes in der Nut Wert darauf gelegt, daß die Flanken
des Dichtringes unter Belastung nach Möglichkeit – unabhängig voneinander – am bewegten Kolben
und dem Nutringteinstich (Abschrägung)
sich abwälzen.
Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des
Dichtringes ergibt sich unter Druckbelastung eine wesentlich größere Anlagefläche, über die
der belastete Dichtring abgestützt
wird. Der Dichtring in der Nut vergrößert parallel zu seiner wachsenden
Belastung – dem
hydraulischen Druck – auch
seine Aufstandsfläche
an der Nutwand und kann dadurch für wesentlich höhere Belastungen
ausgelegt werden.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Darin
zeigt:
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1 zeigt
in herausgebrochener geschnittener Darstellung eine erste Ausführungsform
der Erfindung und
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2 eine
zweite Ausführungsform
der Erfindung entsprechend der Darstellung nach 1
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In
1 ist
ein Ausschnitt aus einem Sattelgehäuse
1 gezeigt, in
den eine Zylinderbohrung
2 eingefügt ist, die durch die umlaufende
Mantelfläche
3 begrenzt
ist. In das Gehäuse
ist einen umlaufende Nut
4 eingefügt, die mit einer Abschrägung
5 versehen
ist. In dem Zylinder
2 ist die Mantelfläche
12 eines Kolbens
6 geführt, von
dem in
1 nur ein Ausschnitt
gezeigt ist. Ein derartige Aufbau ist beispielsweise aus der genannten
EP-OS 88689 bekannt und soll
daher nicht näher
erläutert
werden.
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In 1 ist
noch die Querschnittsfläche
eines Dichtringes 7 zu erkennen. Der Dichtring 7 ist
in seiner im Verhältnis
zu der Nut 4 natürlichen
Größe aber
nicht in seiner Einbaulage dargestellt sondern zu dieser versetzt
und im entspannten Zustand. Die Querschnittfläche 10 des Dichtringes 4 hat
in erster Näherung
als Ausgangspunkt für
die nachfolgende Beschreibung die Form eines Rechteckes insbesondere
eines Quadrates. Somit stellt die Seite a4 die glatte umlaufende
Mantelfläche
des Dichtringes 7 dar, während die Seitenfläche a3 für die glatte
umlaufende Ringsfläche
des Dichtringes 7 steht. Für die Erfindung ist es daher
wichtig, daß die
beiden zuletzt genannten Flächen
vorteilhaft ebenso wie bei den bekannten Dichtringen (mit einer
exakt rechteckförmigen
bzw. quadratischen Querschnittsfläche) ausgeführt werden können. Die
der Seite a3 des Querschnitts 10 entsprechende Fläche ist
dabei dem Druckmittel zugewandt und die den Seiten a3 und a4 entsprechenden
Flächen
des erfindungsgemäßen Dichtringes
sind ebenso wie bei den bekannten Dichtringen ausgeführt.
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Für
die Erfindung wesentlich ist nun, daß die den beiden Seiten a3
und a4 gegenüberliegenden Seiten
in ihrem Übergangsbereich
stark gerundet sind. Während
also bei den bekannten Dichtringen die Seiten a1 und a2 in einem
in 1 angedeuteten Punkt
P zusammentreffen und damit einen Dichtring mit exakt viereckigem
Querschnitt bilden, ist der Übergang
zwischen den den Seiten a1 und a2 entsprechenden Flächen des
erfindungsgemäßen Dichtringes
durch eine weite Rundung R gebildet. Der Durchschnittsfachmann erkennt,
daß unter
Einwirkung eines auf die der Seite a3 zugeordnete Fläche ausgeübten Druckes
die Rundung R abgewickelt wird, also quasi die Rundung R an der
Abschrägung 5 sich
abrollt. Damit wird der bei fehlenden Druck zwischen der Rundung
R und der Abschrägung 5 befindliche
Raum durch die Wirkung des auf die Fläche a3 lastenden Druckes ausgefüllt, ohne
daß es
zu örtlichen Überbeanspruchungen
des elastischen Materials kommt.
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Um das Gesagte näher zu verdeutlichen wird auf 2 verwiesen. Die dort gezeigte
Ausgestaltung unterscheidet sich von 1 nur
dadurch, daß auf
eine schwache Schräge
der Seite a1 in 1 gegenüber der
Mantelfläche 12 des
Zylinders verzichtet wurde. Dagegen wurde die Abschrägung 5 mit
einem Vorsprung V versehen, dem eine Einsenkung E in der Rundung
R entspricht.
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Wie aus den beiden Figuren ersichtlich
kann die Rundung R so beschaffen sein, daß sie die Länge einer Seite a1 bzw. a2
auf bis zu 10% der maximalen Länge
verkürzt.
Andererseits ist bei den in Frage kommenden Druckbereichen die Länge der
Seiten a1 oder a2 nicht größer als
70% der maximalen Länge
bei einem exakt quadratischen Querschnitt.