DE2134940B2 - Schutzkappe fuer einen kolben einer teilbelag-scheibenbremse - Google Patents

Description

angesichts der starken Wärmebelastung der Teile im Betrieb die Dichtigkeit dieser Quetschverbindung sehr unbefriedigend ist Verschärft wird dieses Problem noch dadurch, daß unter dem Einfluß der Bremskräfte eine Relativbewegung der Blechscheibe zur k:olbenstimfläehe auftritt, die auf der einen Seite des Kolbens zu einer verstärkten Quetschung des Innenrandes des elastischen Rings führt, auf der anderen Seite des Kolbens aber zu einer Lockerung und damit zur Undichtigkeit der Quetschverbindung. Bei längerem Betrieb stellt sich darüberhiraus das Problem der Materialermüdung des elastischen Rings durch die auftretende Walkarbeit bei erhöhter Temperatur. Da nun aber eine Relativbewegung der Blechscheibe bezüglich der Kolbenstirnfläche gerade zur Vermeidung von Torsionsschwingungen, welche das Bremskreischen hervorrufen, erforderlich ist und auch gemäß der DT-OS 20 22 699 angestrebt wird, ergibt sich nach diesem bekannten Stand der Technik die sehr unbefriedigende Situation, daß entweder bei ausreichendem Spielraum zur Relativbewegung die Abdichtung weitgehend verlorengeht, oder alternativ dazu, zwar eine verhältnismäßig dichte Verbindung erzielt, aber das Bremskreischen nicht vermindert werden kann.

Eine andere bekannte Schutzkappe ist in der FR-PS 15 53 530 beschrieben. Bei dieser wird im eingebauten Zustand der innere Rand des weichelastischen Ring;. durch einen umgebogenen Rand eines inneren Metallringes gegen die äußere Mantelfläche des Stirnendes des Kolbens gedrückt und so der elastische Ring an dem «) Stufenabsatz des Kolbens festgehalten. Der innere Metallring ist seinerseits durch krallenartige Nasen an der Innenwand des topfförmigen Kolbens verankert.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Schutzkappe der eingangs genannten Art. zu schaffen, die bei vereinfachtem Einbau ohne zusätzliche Teile eine bessere Abdichtung gewährleistet und Quietschgeräusche herabsetzt.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Blechscheibe und der weichelastische Ring ohne Abstützung am Kolben bereits im unmontierten Zustand abdichtend zu einer Membran zusammengefügt sind, und daß die Blechscheibe nur am radial innen liegenden Schenkel der U-Ringfalte des weichelastischen Ringes befestigt ist. «

Durch diese einfach erscheinenden Maßnahmen wird nicht nur erreicht, daß in jedem Betriebszustand eine einwandfreie Abdichtung von Kolbenstirufläche und der gesamten Zylinderöffnung gewährleistet ist, sondern auch daß die Schutzkappe sehr leicht, auch nach so der Dichtigkeitsprüfung, montiert und ausgewechselt werden kann, da sie eine zusammenhängende Membran darstellt, die ohne Zuhilfenahme weiterer Teile lediglich in der Zylinderwandung verankert weriien muß. Gegenüber dem Stand der Technik weist also diese Schutzkappe nur eine einzige Dichtstelle, nämlich an der Zylinderwand auf, die Dichtstelle am Kolben entfällt Dies führt schon bei der Herstellung der Schutzkappe zu dem nennenswerten Vorteil, daß an dem weichelastischen Ring nur eine mit engen Toleranzen versehene Dichtlippe geformt werden muß.

Ganz besonders aber ist hervorzuheben, daß diese einstückige Membran nicht am Kolben zu verankert werden braucht, also lose am Kolben anliegt und daher leicht in radialer Richtung bezüglich der Kolbenstirnfläehe verschiebbar ist Gerade diese relative Verschiebbarkeit ist aber, wie eingangs ausgeführt, zur Vermeidung von Bremsquietschgeräuschen unabdingbar erforderlich. Gemäß der Erfindung kann also die Blechscheibe bezüglich des Kolbens eine Relativbewegung ausführen, ohna daß dabei, wie bei der bekannten Schutzkappe nach dem Stand der Technik, Teile des Innenrandes des elastischen Ripgs gequetscht werden müssen. Aus diesem Grunde tritt in dem elastischen Ring auch keine zur Materialermüdung führende Walkarbeit auf, die zur Undichtigkeit der Schutzkappe führt

Als ganz besonders vorteilhaft erweist sich aber die ohne Verankerung am Kolben ausgebildete Schutzkappe bei Verwendung eines aus gepreßten Blech- oder Kunststoffmaterialien bestehenden Bremskolbens, da derartige Kolben weit weniger stabil sind, als herkömmliche Gußkolben und die Anbringung einer Quetschverbindung an ihrem Stirnumfang nicht gestattet Ganz besonders gilt dies für die Ausbildung eines Bremskolbens als zur Bremsbacke hin offenem Topfkolben.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheibe bis etwa zum Außenrand des weichelastischen Rings radial über dessen Innenrand nach außen hinweggreift

Dadurch wird erreicht daß der wärmeempfindliche, weichelastische Ring der Schutzkappe wirkungsvoll gegen die Wärmestrahlung von der Bremsbacke her geschützt ist

Als besonders vorteilhaft erweist sich auch eine Ausführungsform, bei der in der Blechscheibe eine Vertiefung ausgebildet ist die mit radialem Spiel zur Bewegungsbegrenzung der Blechscheibe in einer entsprechenden Vertiefung der Stirnfläche des Kolbens aufgenommen ist. Auf diese Weise wird, auch bei einem Blechkolben oder einem Kolben aus Kunststoff sichergestellt, daß die beim Bremsen auftretenden Relativbewegungen nicht zur einer Quetschung des weichelastischen Ringes am Außenrand des Kolbens führen, da diese Relativbewegungen durch das Spiel der Vertiefungen in der Blechscheibe und dem Kolben begrenzt sind, so daß zwar Bremsquietschgeräusche verhindert werden, nicht aber durch Quetschen des weichelastischen Rings die Dichtigkeit gefährdet werden kann.

Weitere bevorzugte Ausbildungen der erfindungsgemäßen Schutzkappe sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. 1 einen Axialschnitt einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Schutzkappe im eingebauten Zustand, die aus einem elastischen Ring und einer mit deren Innenrand dicht verbundenen Blechscheibe besteht

F i g. 2 einen Axialschnitt einer zweiten Ausführungsform,

F i g. 3 einen Axialschnitt einer dritten Ausführungsform,

F i g. 4 einen Axialschnitt einer vierten Ausführungsform in Verbindung mit einem zur Bremsbacke hin offenen Topfkolben aus Blech und

F i g. 5 einen Axialschnitt einer fünften Ausführungsform in Verbindung mit einem zur Bremsbacke hin offenen Topfkolben aus Kunststoff.

Nach F i g. 1 ist in einem Bremszylindergehäuse 13 ein zu einer nicht dargestellten Bremsscheibe hin durch einen Boden 22 abgeschlossener Topfkolben 15 gleitend angeordnet Die Abdichtung der Gleitfläche von Kolben und Zylinder erfolgt durch eine in eine Ringnut der

Zylinderwand um den Kolben herum eingelegte Dichtung 16, die außer der Abdichtung auch die Rückstellung des Kolbens 15 nach einer Bremsbetätigung bewirkt. An seinem zur Bremsscheibe hin gerichteten Ende weist der Kolben 15 einen ringförmigen Stufenabsatz 23 auf, der zusammen mit der Wand des Bremszylindergehäuses eine zur Bremsscheibe hin offene ringförmige Ausnehmung 24 bildet.

In einer an der Stirnseite des Bremszylindergehäuses 13 vorgesehenen Ringnut 17 ist eine Schutzkappe befestigt, welche aus einem elastischen Ring 11 und einer mit dessen innerem Rand durchgehend dicht verbundenen, die öffnung des Ringes 11 voll ausfüllenden, im wesentlichen ebenen Blechscheibe 12 besteht. Der aus Gummi bestehende elastische Ring 11 weist am äußeren Umfang einen mit einer Stahleinlage 18 versehenen Ringflansch 25 auf, der klemmend in die Ringnut 17 eingreift. Radial weiter nach innen ist der elastische Ring 11 mit einer sich von der Bremsscheibe weg erstreckenden U-Ringfalte 14 versehen, die in die ringförmige Ausnehmung 24 eingreift und den Zweck hat, die Anpassung der Schutzkappe an die Bewegungen des Bremskolbens zu gewährleisten.

An der Blechscheibe 12 liegt eine Trägerplatte 26 an, die einen Bremsbelag 27 trägt und mit diesem die Bremsbacke bildet.

Die Blechscheibe 12 ist im Bereich der Verbindungsstelle mit dem elastischen Ring 11 nach hinten abgebogen und dort durch Vulkanisieren mit dem elastischen Ring 11 fest verbunden. Die Verbindung zwischen der Blechscheibe 12 und dem elastischen Ring 11 kann jedoch, insbesondere wenn der Ring 11 aus einem anderen elastischen Material als Gummi bestehen sollte, auch durch Verkleben erfolgen.

Im Bereich der Mitte weist der Boden 22 des Topfkolbens 15 eine sich von der Bremsbacke weg erstreckende Vertiefung 20 auf, in die eine entsprechend geformte Vertiefung 19 der Blechscheibe 12 eingreift.

Die Vertiefungen 19 und 20 passen derart zusammen, daß die Blechscheibe relativ zu dem Kolben zentriert wird, wobei jedoch zwischen den Umfangen der Vertiefungen 19 und 20 ein Spiel in der Weise vorgesehen ist, daß beim Bremsen auftretende Relativbewegungen zwischen dem Kolben 15 und der Trägerplatte 26 der Bremsbacke durch Bewegungen der Blechscheibe 12 auf dem Kolbenboden 22 in den Grenzen dieses Spiels aufgefangen und dadurch Bremsquietschgeräusche verhindert werden.

Weiterhin sind an den Schrägflächen zwischen den Vertiefungen 19 und 20, sowie im Bereich des Stufenabsatzes 23 zwischen dem umgebogenen Rand der Blechscheibe 12 und dem Kolbenboden 22 Ring-Hohlräume 21 belassen, die mit Fett hinterfüllt sind, durch das Quietschgeräusche beim Bremsen praktisch vollständig unterdrückt werden.

Auch die übrigen Zwischenräume zwischen dem elastischen Ring 11 und dem Kolben 15 sind mit Fett ausgefüllt, welches aufgrund der absolut dichten Ausbildung der Schutzkappe auch nach langer Betriebsdauer nicht entweichen kann.

Die einen elastischen Ring und eine mit diesem an dessen innerem Umfang durchgehend dicht verbundene, ' geschlossene Blechscheibe aufweisende Schutzkappe deckt im eingesetzten Zustand die ZylindermUndung und die gesamte Kolbenstirnfläche nach Art einer Dichtungsmembran ab, so daß eine vollständige Abdichtung gegen Schmutz und Staub gewährleistet ist.

Die in Fig.2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der Ausführungsform der F i g. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß die Blechscheibe 12 in eine am inneren Rand des elastischen Ringes 11 vorgesehene Ringnut 28 eingeknöpft ist. Eine solche Einknöpfung erfolgt dadurch, daß an dem äußeren Rand der Blechscheibe 12 eine wulstartige Vertiefung vorgesehen wird, auf die die Ringnut 28 im Klemmsitz aufgeschoben wird.

ιυ Nach Fig.3 weist die in Fig. 1 dargestellte Ausführungsform zusätzlich noch einen Blechring 29 auf, der den elastischen Ring bis zu dessen äußeren Rand überdeckt und gegen die Wärmestrahlung von der Bremsbacke schützt. Der Blechring 29 ist im Bereich der

is Randbiegung der Blechscheibe 12 an einer solchen Stelle befestigt, daß der abgebogene Scheibenrand für die Verbindung mit dem inneren Ende des elastischen Ringes U freibleibt. Der Blechring 29 ist an die Blechscheibe 12 angeschweißt. Er kann jedoch auch angeklebt sein.

Bei einer nicht dargestellten Ausführungsform greift die Blechscheibe radial über den Innenrand des elastischen Ringes nach außen bis zu dessen Außenrand hinweg und ist der Innenrand des elastischen Ringes stumpf an der Scheibe anvulkanisiert Diese Ausführungsform weist den Vorteil auf, daß an die Blechscheibe kein eigener Blechring in einem besonderen Arbeitsgang angebracht zu werden braucht
Die Schutzkappe ist in Verbindung mit Gußkolben verwendbar; jedoch liegt ihr besonderer Vorteil darin, daß Kolben aus Blech oder Kunststoff verwendet werden können, da zwischen ihr und der benachbarten Kolbenstirnfläche keinerlei Verankerung erforderlich ist. Ein aus Blech hergestellter Kolben weist nicht nur den Vorteil eines leichteren Gewichtes und einer vereinfachten Herstellung gegenüber dem Gußkolben auf, auch der Stufenabsatz 23 läßt sich auf einfache Weise durch geeignetes Biegen des Blechmantels des Kolbens 7 herstellen.

Wie in den Fig.4 und 5 gezeigt läßt sich die Schutzkappe auch in Verbindung mit zur Bremsbacke hin offenen Topfkolben verwenden.

Der in F i g. 4 dargestellte Kolben 15 besteht ebenfalls aus Blech, er wird jedoch mit seiner offenen Seite zur Bremsbacke hin gerichtet in den Bremszylinder eingesetzt. Sein Stufenabsatz 23 ist im Bereich seiner an die Zylindermündung angrenzenden äußeren Mantelfläche durch einfaches Umbiegen der Blechwand und nach innen hergestellt. Die Blechscheibe 12 der Schutzkappe

so ist mit ihrer Vertiefung 19 in die von der innerer Mantelfläche an der Mündung des Kolbens 15 umschlossene Querschnittsfläche eingesetzt wobei sie unter Belassung eines gewissen seitlichen Spiels zwischen den Schrägflächen der Vertiefung und dei inneren Kolbenmantelfläche für begrenzte Relativbewegungen zur Kolbenlängsachse im wesentlichen zt dieser zentriert ist.

Nach F i g. 5 kann der Kolben 15 auch aus Kunststofl hergestellt sein. Der Kunststoffkolben 15 ist ebenfalls als ein zur Bremsbacke offener Topfkolben vorgesehen dessen Stufenabsatz 23 auf einfache Weise während de: Gießvorganges hergestellt oder ohne weiteres nachträglich abgedreht werden kann. Die Blechscheibe 12 isi mit ihrer Vertiefung 19 wie bei der Ausführungsforrr

^b5 nach F i g. 4 in die von der inneren Mantelfläche an dei Mündung des Kolbens 15 umschlossene Querschnittsflä ehe eingesetzt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Schutzkappe für den Kolben einer Teilbelag-Scheibenbremse mit einer zwischen der Trägerplatte des Bremsbelags und der Stirnfläche des Kolbens angeordneten Biechscheibe und mit einem weichelastischen Ring, der den Kolbenrandbereich überdeckt, an seinem Außenrand mit dem Bremszylindergehäuse dichtend fest verbindbar ist und an seinem Innenrand eine axial zum Bremsbelag hin offene U-Ringfalte aufweist, welche in einen zwischen der Zylinderwand und einem ringförmigen Stufenabsatz am stirnseitigen Kolbenende ausgebildeten Ringraum paßt, wobei der Außenrand der Blechscheibe mit dem Innenrand des weichelastischen Ringes dicht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheibe (12) und der wßichelastische Ring (11) ohne Abstützung arii Kolben (15) bereits im unmontierten Zustand abdichtend zu einer Membran zusammengefügt sind, und daß die Blechscheibe (12) nur am radial innen liegenden Schenkel der U-Ringfalte (14) des weichelastischen Ringes (11) befestigt ist.

2. Schutzkappe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Blechscheibe (12) in an sich bekannter Weise zum Kolben (15) hin abgebogen ist.

3. Schutzkappe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der umgebogene Rand der Blechscheibe (12) in an sich bekannter Weise über den Innenrand des weichelastischen Ringes (11) greift.

4. Schutzkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheibe (12) mit dem weichelastischen Ring (11) verklebt ist.

5. Schutzkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der weichelastische Ring (11) aus Gummi besteht und an die Blechscheibe (12) anvulkanisiert ist.

6. Schutzkappe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Blechscheibe (12) in eine Ringnut (28) am inneren Schenkel der U-Ringfalte (14) des weichelastischen Ringes (11) eingeknöpft ist.

7. Schutzkappe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Blechscheibe (12) einen Verdickungswulst aufweist, auf den die Ringnut (28) im Klemmsitz aufgeschoben ist.

8. Schutzkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechscheibe (12) bis etwa zum Außenrand des weichelastischen Rings (U) radial über dessen Innenrand nach außen hinweggreift.

9. Schutzkappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenrand des weichelastischen Rings stumpf an der Blechscheibe befestigt ist.

10. Schutzkappe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der radial über den weichelastischen Ring (11) hinweggreifende Bereich (29) an die Blechscheibe (12) angeschweißt ist.

11. Schutzkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Blechscheibe (12) eine Vertiefung (19) ausgebildet ist, die mit radialem Spiel zur Bewegungsbegrenzung der Blechscheibe (12) in einer entsprechenden Vertiefung (20) der Stirnfläche des Kolbens (15) aufgenommen ist.

12. Schutzkappe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch das radiale Spiel Ringholhlräume (21) zur Aufnahme von Schmiermittel belassen sind.

Die Erfindung betrifft eine Schutzkappe für den ίο Kolben einer Teilbelag-Scheibenbremse, mit einer zwischen der Trägerplatte des Bremsbelags und der Stirnfläche des Kolbens angeordneten Blechscheibe und mit einem weichelastischen Ring, der den Kolbenrandbereich überdeckt, an seinem Außenrand mit dem Bremszylindergehäuse dichtend fest verbindbar ist und an seinem Innenrand eine axial zum Bremsbelag hin offene U-Ringfalte aufweist, welche in einen zwischen der Zylinderwand und einem ringförmigen Stufenabsatz am stirnseitigen Kolbenende ausgebildeten Ringraum paßt, wobei der Außenrand der Blechscheibe mit dem Innenrand des weichelastischen Rings dicht verbunden ist

Eine derartige Schutzkappe (vergl. DE-OS 20 22 699) dient nach dem Stand der Technik vornehmlich dazu, einerseits die Kolbenstirnfläche und die gesamte Zylinderöffnung gegen Umwelteinflüsse abzudichten, andererseits Brems-Quietsch-Geräusche zu vermindern und zudem eine Wärmedämmung zwischen dem im Betrieb erhitzten Bremsbelag und der Kolben-Zylindereinheit der Bremse herbeizuführen.

Nach dem Stand der Technik, wie er durch die DE-OS 20 22 699 gegeben ist, ist eine Schutzkappe dieser Art als zweiteiliges Gebilde aus einer in etwa topfförmigen metallischen Blechscheibe und einem ringförmigen elastischen Teil ausgeführt. Die Schutzkappe besteht also aus zwei getrennten Teilen, die erst beim Einbau abdichtend aneinander gesetzt werden. Die Verbindung des äußeren Umfangs der topfförmigen Blechscheibe und des inneren Randes des elastischen Rings erfolgt beim Zusammenbau der Teile dadurch, daß der innere Rand des elastischen Rings an den Umfangsrand des Kolbens angelegt und die topfförmige Blechscheibe so über das Stirnende des Kolbens gestülpt wird, daß der zylindrisch abgebogene Rand der Biechscheibe den am Kolbenumfang anliegenden Innenrand des elastischen Rings umfaßt und diesen an die Kolbenwand andrückt. Zur besseren Abdichtung weist der Innenrand des elastischen Rings einen Wulst auf, dessen äußerer Durchmesser den inneren Durchmesser der topfförmigen Blechscheibe erheblich übersteigt, wodurch der Rand der Blechscheibe fest mit dem elastischen Ring verbunden wird, also der Rand der Blechscheibe nachgiebig mit dem Wulst des elastischen Rings im Eingriff steht. Damit diese Anordnung wenigstens im Ruhezustand zu einer gewissen Abdichtung führt, ist ein bestimmtes Verhältnis des Innendurchmessers des abgebogenen Randes der Blechscheibe zum Außendurchmesser des stirnseitigen Kolbenendes erforderlich, sowie eine daran angepaßte Dicke des Innenrandes des elastischen Rings. Auf jeden Fall aber läßt sich selbst im Ruhezustand eine dichte Verbindung nur dann erzielen, wenn der Innenrand des elastischen Rings fest gegen den Umfang des Kolbens gepreßt wird. Es liegt also eine Quetschverbindung der beiden Teile der Schutzkappe vor, die nur so lange einen Zusammenhalt der beiden Teile gewährleistet, solange die Schutzkappe eben durch diese Quetschverbindung am Stirnende des Kolbens verankert ist. Nachteilig ist hierbei, daß