DE2511516B2

DE2511516B2 - Ringanordnung zur Abdichtung und Lagerffihrung eines Bremszylinderkolbens

Info

Publication number: DE2511516B2
Application number: DE2511516A
Authority: DE
Inventors: Bruce D. Sibley; Kenneth D. Swander Jun.
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-03-18
Filing date: 1975-03-15
Publication date: 1980-07-10
Also published as: US3977308A; GB1508171A; FR2265010B1; CA1037393A; SE7502968L; DE2511516A1; JPS50132369A; SE7810898L; US4116114A; SE411733B; JPS6046289B2; FR2265010A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Ringanordnung zur Abdichtung und Lagerführung eines Bremszylinderkolbens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Abdichtung und Lagerführung ist aus der FR-PS 2091917 bekannt. Der U-förmige Nutring und der Kolbenlagerring bilden dort ein einsfückcsTeil. Bei dieser Ausführung können wesentliche Kippbewegungen oder Vcrschwenkungen des Kolbens, wie sie mehr oder weniger bei den meisten Bremszylinderbauarten, je nach der Führung der BremssNingc. auftreten, nicht zugelassen werden, weil dann entweder die Haftlippe des Nutringes oder der Kolbenlagerring sich von der Zylinderwandung abheben würde, so daß entweder dir Dichtwirkung oder die Führungswirkung erheblieh beeinträchtigt wäre.

Eine ganz ähnlich ausgebildete Abdichtung und Lagerführung ist auch aus der DE-AS 1119611 bekannt. Von der eingangs beschriebenen Abdichtung und Lagerfuhrung unterscheidet sich letztere im we- * sentlichen nur dadurch, daß bei ihr der den Kolbenlagerring bildende Teile den Umfangsflansch bis zu dessen Stirnseite übergreift, wobei dieselben Nachteile wie bei der eingangs genannten Abdichtung auftreten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe bein steht somit darin, die bekannte Abdichtung und Lagerführung so auszubilden, daß auch bei verhältnismäßig großen Kippbewegungen oder Verschwenkungen des Kolbens die Dichtwirkung und die Führungswirkung nicht beeinträchtigt werden.
Diese Aufgabe wird mit den den Anspruch 1 kennzeichnenden Merkmalen gelöst.

Es ist zwar aus der FR-PS 11123833 bereits bekannt, bei einem Kolben eines Bremszylinders eine Nutringdichtung und eine Ringdichtung vorzusehen. ?i> Bei dieser Anordnung fehlt jedoch eine gesonderte Kolbenlagerung, so daß der Kolben eine wesentliche Kippbewegung nicht ausführen kann, da andernfalls der unbedeckte Rand des Kolbenflansches die Zylinderwand berühren würde.

y> Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Anwendungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt. Diese Vorteile betreffen insbesondere das erleichterte Aufbringen des Kolbenlagerringes auf den Kolben (Anspruch 2 und 3); eine Gestaltung des Um- ><> fangswandbereiches des Kolbenlagerringes, die ein Kippen des Kolbens bei Aufrechterhalten der Dichtwirkung noch besser ermöglicht (Anspruch 4).

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläur> tert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt eines Bremszylinders mit einer Betriebsbremse und einer Hilfsbremse, wobei Teile entfernt sind, um den Aufbau besser darzustellen,

Fi g. 2 eine Draufsicht auf den U-förmigen Nutring, »ι Fig. 3 eine Ansicht längs der Linien 5-5 von Fig. 2 in Richtung der Pfeile,

Fig. 4 eine Ansicht längs der Linien 6-6 von Fig. 2 in Richtung der Pfeile,

Fig. 5 eine Draufsicht des Kolbenlagerrings,
■Γι Fig. 6 einen Querschnitt des Koilienlagerrings nach Fig. 5,

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie 12-12 der Fig. 5,

Fig. 8 eine Ansicht längs der Linien 13-13 der ■><> Fig. 5 in Richtung der Pfeile.

Der in Fig. 1 dargestellte Bremszylinder weicht ein wenig von der zylindrischen Form ab insofern, als der Betriebsbremszylinder (oben in Fig. 1) einen ein wenig geringeren inneren Durchmesser als der Hilfs- -.. bremszylinder hat.

Eine Zwischenwand 19 trennt die Hilfsbremskammer von der Betriebsbremskammer und weist einen (nicht dargestellten) Stutzen für die Zufuhr des Bremsmediums auf.

.,ο Der Kolben 24 trägt an seinem Umfang einen U-förmigen Nutring 26 sowie einen aus elastischem Material bestehenden Kolbenlagerring 27, der auf einem radialen Umfangsflansch 25« des Kolbens sitzt.

Der Hilfsbrcmszylindcr weist eine im wesentlichen

.,-, zylindrische Gehäusewand 42 mit einem ausgestellten äußeren Ende 42« und die innere Endwand 43 auf.

Die Gchäuscvand 42 ist in Richtung der Ends/and 43 nach innen gezogen, wodurch die Kolbenpassung

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in dem Zylinder zur Endwand 43 bin dichter ist,

Der Kolben 44 trägt einen im Querschnitt U-förroigen Nutring 45, der am Kolbenumfang in einem Bereich mit wesentlich geringerem Durchmesser als der Innendurchmesser des Hilfsbremszylinders angeordnet ist, und der eine äußere, an der Wand des Hilfszylinders anliegende Haftlippc zum Abdichten aufweist. Ein Kolbenlagexring 47 aus elastischem Material sitzt auf dem radialen Umfangsflansch 44a des Kolbens. Der innere Ringflansch 44b dient als Federhalterung für die Kolbenrückführfeder 48, welche die innere Fläche des Kolbens 44 an dem äußeren Ende und die Wand 43 an dem inneren Ende berührt. Die Bremsstange 49 ist starr in der zentralen öffnung 44c des Hilfskolbens 44 aufgenommen.

Durch einen (nicht dargestellten) Stutzen, der durch eine öffnung in dem Wandteil 20c und der Zwischenwand 19 führt, gelangt Bremsmedium zu einem Raum 57 über den Kolben 44 bei normalem Betrieb der Hüfsbremse (Fig. 2).

In Fig. 1 kippt der Kolben 44 etwas im Fiilfsbremszylinder 42. Dieses Kippen ist notwendig, da die Bremsstange 49, weiche fest mit dem Kolben 44 verbunden ist, sich nicht in einer geraden Linie nach unten bewegt, wie es in der Zeichnung gezeigt ist. Das heißt, das Ende der Stange 49 ist an einer drehbaren Spieleinstellvorrichtung befestigt und wird folglich auf einem bogenförmigen Weg bewegt. Der am Kolben 44 angebrachte Nutring 45 und der Kolbenring 47 erlauben, daß der Kolben 44 kippt, wobei die Dichtung gegen die Druckluft in der Kammer 47 über dem Kolben 44 und unter der Zwischenwand 19 aufrechterhalten wird.

Die Oberseite des Kolbens 44 und die Unterseite der Zwischenwand 19 haben zueinander passende sphärische Oberflächen, welche erlauben, daß der Kolben 44 genau in seine oberste Stellung paßt, auch wenn er in dem Zylinder gekippt ist.

Da der Bremszylinder an einem Fahrzeug üblicherweise in der Nähe des Bodens angebracht ist, kann Staub die Dichtungen zwischen den Nutringen 45 und 26 und ihren entspechenden Zylinderwänden beeinträchtigen. Erbewirkt außerdem einen außerordentlichen Verschleiß der Nutringen. Aus diesem Grunde werden Füter bei 34 und 66 verwendet (siehe Fig. 1). Die Konstruktion der Filter 66 erlaubt eine leichte Seitwärtsbewegung der Stange 49 beim Hin- und Herbewegen. Typisch sind die Filter 34 und 66 aus offenen Zellen, aus flexiblem Polyurethankunststoff hergestellt. Ventile 68 gestatten, das Wasser ablaufen zu lassen.

Die besondere Ausbildung des Umfangs des Kolbens 44 und der Dichtung und Lagerung gestatten ein begrenztes Verkanten des Kolbens 44 hinsichtlich der Bremsstange 49 auf dem Kolben 44 und einen bogenförmigen Weg der inneren Schubstange, während die Kolbendichtung gehalten wird. Dies erweist sich als nützlich, wenn das zylindrische Gehäuse 42 einen geringeren inneren Durchmesser innerhalb der Hilfskammcr und einen cm wenig größeren inneren Durchmesser außerhalb der Kammer aufweist.

Der Kolbenlagerring 47 bzw. 27 ist vorzugsweise ein Nylonring mit einer konvex ausgebildeten Lagerfläehe. Dieses Teil trägt die Seitcnlagerbelnstungcn des Kolbens 44. Die im Querschnitt U-förmigen Nutringe 45 schaffen cine L /ftdichtiing mit an der Brcmszylindcrwand 45 bzw. 26 anliegenden Haftlippen. Ic größer der Luftdruck in der Kammer 57 ist, um so größer ist die Dichtwirkung. Eine Verminderung des Luftdruckes in der Kammer 57 vermindert die Dichtkraft gegen die Wand des Nutringes 45 und vemiindert den Verschleiß,

Der in den F ί g, 2 bis 4 dargestellte Nutring hat drei Grundteile, nämlich einen radialen inneren Teil 100, einen dazwischen liegenden Kammerteil 101 und einen äußeren Haftlippenteil 102. Der radiale innere Teil 100 hat einen Grundteil 100a, der im wesentlichen eine Wulstkante 100b aufnimmt. Es gibt einen überhängenden radial sich nach innen erstreckenden Teil 100c, welcher in dauerndem Reibkontakt mit dem radialen äußeren Teil des Kolbens liegt, auf welchen der Nutring paßt. Der Kammerteil 101 ist ein bogenförmiger Grundteil, der den inneren und äußeren Teil des Nutringes verbindet. Der bogenförmige konvexe Teil 101a liegt üblicherweise auf und nimmt die Kolbenlagerringe 27 und 47 in Eingriff. Am Umfang der Kolben 24 und 44 sind Einstiche vorgesehen, die die Kante 10Q£> aufnehmen.

An dem äußeren Flanschteil 102 an der radialen äußeren Fläche 102a befinden sich eine bis drei Schmierkerben 103. Zusätzlich ist das radial äußere Endteil 1026 für einen Reibeingriff mit der Innenwand ues Zylinders geneigt, in welchem sich der Kolben, an dem dieser Nutring angebracht ist, bewegt.

Typisches Material für den Nutring ist Gummi mit einem Urethan-Endüberzug. Die typische Durometer-Härte ist 85 plus oder minus 5.

Beim Betrieb hat das Aufbringen des Druckes auf die Seite des Kolbens, auf welcher der Nutring sich öffnet, zwei Wirkungen. Einerseits neigt der Druck dazu, den inneren Teil des Nutringes fester gegen die äußere Umfangsfläche des Kolbens zu drücken. Gleichzeitig drückt der Druck den bogenförmigen Teil 101a gegen den Kolbenlagerring 47 oder 27. Weiter neigt der Druck dazu, den äußeren Flanschteil 102 gegen die Innenwand des Zylinders 42 bzw. 10 zu drücken. Da in jedem Fall der innere Durchmesser der Zylinders 42 bzw. 10 abnimmt, wenn der Kolben sich unter Druck bewegt, bewirkt dies zusammen mit dem Nutring 26 eine Abdichtung entweder auf der unteren Seite des Kolbens 24 (Fi g. 1) oder tier oberen Seite (gleiche Figur) des Kolbens 44. Daraus wird ersichtlich, daß nicht nur die Festigkeit und der Zusammenhalt der Kolben in sowohl der Hilfs- als auch der Betriebskammer 57 und 23 erreicht wird, sondern auch die Kolben fest in ihrer Hin- und Herbewegung abgedichtet werden, wodurch der Druck während des Betriebes gehaltet; wird. Dies ist sogar dann der Fall, wenn der Hilfskolben 44 kippt, wenn die Stange 49 der Spieleinstellung bei der Betätigung und dem Lösen der Bremse folgt.

Die Fig. 1 zeigt die Form des Kolbenlpgerrings 27, 47, der C-förmig im Querschnitt ist, wobei jedoch der den Umfangsflansch des Kolbens übergreifende Randbereich, der der Kolbendruckseite abgewandt ist, kürzer als de; andere Randbereich ist.

Die Fig. 5 bis 8 zeigen alternative Ausgestaltungen des Kolbenlagerrings, der allgemein mit 200 bezeichnet ist, wobei sich ein Umfangsv. andbcr;ich 200a, ein länglicher Randbereich 2006 und eine Vielzahl von im Abstand gegenüberliegend in Eingriff kommende kurze Randhereid/! 20Oc im Abstand längs gegenüberliegender Kantender Wand 200« von dem Randbereich 200Λ erstrecken. Es soll bemerkt werden, daß die Oberfläche 200a' des Umfangswandbereich«; 200« gewölbt ist. damit der Kolben kippen kann. Die Ober-

fläche 20Or' ist ebenfalls gewölbt, wie teilweise in Fig. 12 zu sehen ist. Die getrennten, nicht durchgehenden Vorsprünge 200r machen das Aufbringen und das Entfernen des Kolbenlagerrings 200 leichter und einfacher als die Dichtungen 27 und 47 von Fig. 1, beispielsweise, welche durchgehende Randbereiche haben, da beide Arme von C-förmigem Querschnitt sind. Der Druck auf die Nutringe 26 und 45 unterstützen die Halterung des Kolbenlagerrings 27 und 47 auf den Kolbenflanschen 25ö und 44o.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Ringanordnung zur Abdichtung und Lagerführung eines Kolbens für Bremszylinder, bei denen Kippbewegungen des Kolbens vorkommen, mit einem im Querschnitt U-f örmigen Nutring, der am Kolbenumfang in einem Bereich mit wesentlich geringerem Durchmesser als der Innendurchmesser des Bremszylinders angeordnet ist und eine äußere, an der Bremszylinderwand anliegende Haftlippe zum Abdichten aufweist, und mit einem aus elastischem Material bestehenden Kolbenlagerring, der auf einem radialen Umfangsflansch des Kolbens sitzt, wobei radial verlaufende Bereiche der Ringanordnung den Umfangsflansch des Kolbens übergreifen und eine axiale Sicherung bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der J^utring (26,57) und der im Querschnitt G-fönnige Kolbenlagerring (27, 47) getrennte Bauteile sind, wobei die den Umfangsflansch (25a, 44a, 136a) des Kolbens übergreifenden Bereiche die Randbereiche (200b, 200c) des Kolbenlagerringes sind,

b) der Nutring (26, 57) sich in einer Richtung axial an dem einen der übergreifenden Randbereiche (2006) des Kolbenlagerrings abstützt und in der anderen Richtung durch eine innere umlaufende Wulstkante (1006) in einem Einstich des Nutring-Sitzbereichs des Kolbens (24, 44) gehalten ist.

2. Ringanordnun^ nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den Umfangsflansch (25a) des Kolbens übergre: jnde Randbereich (200c) des Kolbenlagerrings (27, 47), der der Kolbendruckseite abgewandt ist, kürzer als der andere Randbereich (2006) ist.

3. Ringanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kurze Randbereich (200c) des Kolbenlagerrings (27,47) in eine Vielzahl im Abstand angeordneter Teilstücke gegliedert ist.

4. Ringanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche (20Oa') des Umfangswandbereichs (200a) des Kolbenlagerrings (200) gewölbt ist.