DE3323361A1 - Piston-cylinder arrangement for brakes - Google Patents
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Abstract
Description
Kolben-Zylinder-Anordnung für Bremsen Piston-cylinder arrangement for brakes
Die Erfindung betrifft eine Kolben-Zylinder-Anordnung für Bremsen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 Keramikkolben zur Betätigung von Bremsen sind bei Radbremszylindern bekannt. Eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 bezeichneten Art zeigt beispielsweise die DE-OS 16 55 344. Bei dieser bekannten Anordnung ist der Kolben für den Radbremszylinder vollständig aus einem keramischen Werkstoff, beispielsweise Magnesiumsilikat oder Aluminiumoxid hergestellt. Dem Kolben ist im Druckraum eine Primärmanschette und ein aus Kunststoff bestehendes Füllstück vorgeordnet. Ein Kolben mit einem Keramikdruckstück ist auch aus der DE-OS 31 48 873 bekannt.The invention relates to a piston-cylinder arrangement for brakes according to the preamble of claim 1 ceramic piston for actuating brakes are known for wheel brake cylinders. An arrangement of the preamble of the claim 1 designated type shows, for example, DE-OS 16 55 344. In this known The piston for the wheel brake cylinder is made entirely of a ceramic arrangement Material, for example magnesium silicate or aluminum oxide produced. The piston is a primary sleeve and a plastic filler in the pressure chamber upstream. A piston with a ceramic pressure piece is also from DE-OS 31 48 873 known.
Derartige Keramikkolben weisen prinzipiell zahlreiche Vorteile auf, von denen nur einige aufgezählt seien: Geringe Formabweichung bei billiger Herstellung; Dimensionsstabilität auch bei höheren Temperaturen, daher keine Lüftspieländerung zwischen Kolben und Zylinderbohrung, schlechter Wärmeleiter, durch die Hydraulik vor Überhitzung geschützt wird, Druckfestigkeit, Korrosionsfestigkeit, wodurch Klemmen der Kolben durch Korrosion verhindert wird, geräuschdämpfend und geringes Gewicht.Such ceramic pistons in principle have numerous advantages, Of which only a few are listed: Slight form deviation with cheap production; Dimensional stability even at higher temperatures, therefore no change in clearance between piston and cylinder bore, poor heat conductor, due to the hydraulics before Overheating is protected, compressive strength, corrosion resistance, thereby preventing the pistons from jamming due to corrosion, sound-absorbing and light weight.
Bei den bekannten Anordnungen können sich jedoch Dichtungsprobleme ergeben, insbesondere dann, wenn bei der Herstellung der keramischen Teile größere Maßabweichungen auftreten.In the known arrangements, however, sealing problems can arise result, especially if larger ones are used in the manufacture of the ceramic parts Dimensional deviations occur.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Kloben-Zylinder-Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruches l bezeicnneten Art zu schaffen, bei der Dichtungsprobleme nicht auftreten und mit der insbesondere größere Herstellungstoleranzen überbrückt werden können.The invention is therefore based on the object of a piston-cylinder arrangement to create the type designated in the preamble of claim l in which Sealing problems do not occur and with the particular greater manufacturing tolerances can be bridged.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die den Patentanspruch 1 kennzeichnenden Merkmale gelöst.This object is achieved according to the invention by claim 1 characteristic features solved.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine einfach und preiswert herzustellende Kolben-Zylinder-Anordnung für Bremsen geschaffen, mit der insbesondere bei der Herstellung eventuell auftretende größere Maßabweichungen überbrückbar sind. Ferner ist es bei dieser Anordnung nicht notwendig, eine Schutzkappe zwischen Gehäuse und Kolben vorzusehen, da Korrosion nicht auftreten kann.The solution according to the invention is a simple and inexpensive one to manufacture Piston-cylinder assembly for brakes created with the particular in the manufacture possibly occurring larger dimensional deviations can be bridged. It is also at With this arrangement it is not necessary to provide a protective cap between the housing and the piston, since corrosion cannot occur.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der Kolben einen ringförmigen Einstich am Ende aufweist, in den die Dichtung eingesetzt ist. Zweckmäßig ist der Einstich dabei radial und oder axial offen.An advantageous embodiment of the invention provides that the piston has an annular recess at the end into which the seal is inserted. The recess is expediently open radially and / or axially.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Dichtung am Kolben anvulkanisiert ist Zweckmäßig ist die Dichtung eine Lippendichtung, die einen im wesentlichen L-förmigen Grundkörper aufweist, an dem eine Dichtlippe schräg, axial'radial nach außen verlaufend angeformt ist.Another advantageous embodiment of the invention provides that the seal is vulcanized onto the piston The seal is useful a lip seal which has a substantially L-shaped base body, on which a sealing lip is formed obliquely, axially and radially outwardly.
Um eine Roll-back-Wirkung zu erzielen sind am Grundkörper der Dichtung über den Umfang verteilt radiale Erhebungen angeformt. Diese erzeugen zwischen Dichtring und Zylinderwandung eine gewisse Verspannung und sind so ausgelegt, daß nach einer gewissen axialen Betätigung durch den hydraulischen Druck der Kolben zurückfedert (Roll-back-Effekt).In order to achieve a roll-back effect, the seal is attached to the body Radial elevations distributed over the circumference are formed. These generate between the sealing ring and cylinder wall a certain tension and are designed so that after a some axial actuation by the hydraulic pressure of the piston springs back (Roll-back effect).
Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist am Kolben ein zentraler Ansatz vorgesehen, an dem die Dichtung formschlüssig befestigt ist.In another embodiment of the invention, there is a central one on the piston Approach provided on which the seal is positively attached.
Mit dem vorteilhaft ganz aus Keramik bestehenden Kolben kann eine im Zylinder angeordnete Keramik-Laufbüchse zusammenwirken.With the piston, which advantageously consists entirely of ceramic, a Ceramic liner arranged in the cylinder interact.
Ausführungsbeispiele der Erfindung und ihrer Ausgestaltungen sind in der Zeichnung dargestellt und im folgenden beschrieben.Embodiments of the invention and its configurations are shown in the drawing and described below.
Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Keramikkolben mit einem an dessen Boden vorgesehenen umlaufenden Einstich; Fig. 2 einen Längsschnitt (nur teilweise dargestellt) durch den Keramikkolben der Fig. 1 mit in diesem Einstich befestigten Dichtring; Fig. 3- eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 2 dargestellten Anordnung im in einen Zylinder eingebauten Zustand in der unbetätigten Ausgangsstellung; Fig. 4 die Anordnung der Fig. 3 unter Druck um # #s nach links bewegt; Fig. 5 die Anordnung der Fig. 3 und 4 nach Druckentlastung durch Roll-back-Effekt um #sr zurückbewegt; Fig. 6 eine andere Ausgestaltung eines Keramikkolbens mit Dichtring, wobei der Keramikkolben in einer Keramik-Laufbüchse sitzt, Fig. 7 eine weitere Ausgestaltung eines Keramikkolbens mit Keramik-Lauftbüchse.1 shows a longitudinal section through a ceramic piston a circumferential recess provided on the bottom thereof; Fig. 2 a longitudinal section (only partially shown) through the ceramic piston of Fig. 1 with the sealing ring fastened in this recess; Fig. 3 is an enlarged view the arrangement shown in Fig. 2 when installed in a cylinder in the inoperative starting position; 4 shows the arrangement of FIG. 3 under pressure # #s moved to the left; 5 shows the arrangement of FIGS. 3 and 4 after pressure relief moved back by #sr due to roll-back effect; 6 shows another embodiment of a Ceramic piston with sealing ring, the ceramic piston in a ceramic liner 7 shows a further embodiment of a ceramic piston with a ceramic barrel liner.
Es wird zunächst auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, die einen Keramik-Hohlkolben 2 im Längsschnitt zeigen, wobei in Fig. 2 nur ein Teil des im eingebauten Zustand der Durckkammer zugewandten hinteren Ende der Kolbens zu sehen ist. Der Kolben 2 weist an seinem hinteren, im eingebauten Zustand der Druckkammer zugewandten Ende einen umlaufenden Einstich 4 auf, dessen radiale Tiefe mit t und dessen axiale Lange mit b bezeichnet ist. Der Einstich ist hier radial und axial nach hinten offen dargestellt. Er kann jedoch auch die Form einer nur radial bzw. axial offenen Nut (nicht dargestellt) aufweisen. In Fig. 2 ist der Keramik-Hohlkolben 2 mit in den Einstich eingesetztem Dichtring 6 dargestellt. Der Dichtring 6 ist als kreisringförmige Lippendichtung ausgebildet, die mit dem Keramikkolben durch Anvulkanisieren verbunden ist. Der in Fig. 2 im Querschnitt dargestellte Dichtring 6 weist einen L-förmigen Grundkörper 8 auf, dessen äußere Flächen mit den entsprechenden Flächen des Einstich 4 durch Anvulkanisieren verbunden sind. Ausgehend vom L-förmigen Grundkörper 8 ist eine radial'axial schräg nach außen verlaufende Dichtlippe 10 angeformt, die im Querschnitt im wesentlichen rechteckförmnige Gestalt aufweist. Am Ende des radial nach außen weisenden Schenkels des L-förmigen Grundkörpers 8 sind um den Umfang des Dichtringes verteilt Erhebungen bzw.Reference is first made to FIGS. 1 and 2, which show a ceramic hollow piston 2 show in longitudinal section, wherein in Fig. 2 only part of the installed state the rear end of the piston facing the pressure chamber can be seen. The piston 2 has at its rear end facing the pressure chamber when installed a circumferential recess 4, its radial depth with t and its axial length is denoted by b. Of the The groove here is radial and axial shown open at the back. However, it can also take the form of a radial or axial only have open groove (not shown). In Fig. 2 is the ceramic hollow piston 2 with the sealing ring 6 inserted into the recess. The sealing ring 6 is designed as a circular lip seal that goes through with the ceramic piston Vulcanizing is connected. The sealing ring shown in cross section in FIG 6 has an L-shaped base body 8, the outer surfaces of which with the corresponding Surfaces of the recess 4 are connected by vulcanization. Starting from the L-shaped The base body 8 is a sealing lip 10 running radially and axially obliquely outward integrally formed, which has a substantially rectangular shape in cross section. At the end of the leg of the L-shaped base body 8 that points radially outward are raised or raised around the circumference of the sealing ring.
Vorsprünge 12 vorgesehen, die einen im Zusammenhang mit den Fig. 3 bis 5 weiter unten beschriebenen Roll-back-Effekt bewirken. Die Außendurchmesser der Dichtlippe 10 und der den Roll-back-Effekt bewirkenden Vorsprünge 12 sind so gewählt, daß Toleranzen des Kolbendurchmessers und der Bohrung DB überbrückt werden.Projections 12 are provided which, in connection with FIG. 3 to 5 cause the roll-back effect described below. The outside diameter the sealing lip 10 and the projections 12 causing the roll-back effect are like this chosen that tolerances of the piston diameter and the bore DB are bridged.
In den Fig. 3 bis 5 ist der Keramikkolben 2 in einem Zylinder 14 eingebaut dargestellt, wobei in der Schnittdarstellung der Zylinder 14 lediglich durch seine obenliegende Wandung 16 angedeutet ist. In dem in Fig. 3 dargestellten drucklosen Zustand wird der unter anderem toleranzbedingte Zwischenraum 18 zwischen dem Körper des Keramikkolbens 2 und dem Zylinder 14 von der Dichtlippe 10 und den Vorsprüngen 12 überbrückt. Die Dichtlippe 10 liegt dabei im vorderen Kantenbereich an der Zylinderwandung 16 an, während die Vorsprünge 12 im wesentlichen mit ihrer gesamten sich axial erstreckenden Fläche an der Zylinderwandung 16 anliegen. Wenn sich im Druckraum 20 ein Druck aufbaut, wird der Kolben 2 um den Weg nach links bewegt, wobei sich sowohl die Dichtlippe 10 als auch die Vorsprünge 12 verformen. Die Vorsprünge 12 werden dabei entgegen der Bewegungsrichtung des Kolbens nach rechts ausgelenkt, während die Dichtlippe 10 durch den Druck in Richtung der Wandung 16 des Zylinders 14 gedrückt wird, wodurch der Anlagebereich an der Zylinderwandung 16 vergrößert wird. Um die Bewegung der Dichtlippe 10 und der Vorsprünge 12 zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß Ausnehmungen 22,24 vorgesehen, die einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Fig. 5 zeigt den Kolben im druckentlasteten Zustand, wobei dieser durch die Roll-back-Wirkung der Vorsprünge 12 wieder um ein Teilstück a sr des Weges # s zurück (in der Zeichnung nach rechts) bewegt ist.In FIGS. 3 to 5, the ceramic piston 2 is installed in a cylinder 14 shown, wherein in the sectional view of the cylinder 14 only through his overhead wall 16 is indicated. In the depressurized shown in Fig. 3 The state becomes the gap 18 between the body, which is due, among other things, to tolerance of the ceramic piston 2 and the cylinder 14 from the sealing lip 10 and the projections 12 bridged. The sealing lip 10 lies in the front edge area on the cylinder wall 16, while the projections 12 essentially with their entire axially extending surface rest on the cylinder wall 16. if if a pressure builds up in the pressure chamber 20, the piston 2 moves to the left moves, with both the sealing lip 10 and the projections 12 deforming. The projections 12 are counter to the direction of movement of the piston to the right deflected, while the sealing lip 10 due to the pressure in the direction of the wall 16 of the cylinder 14 is pressed, whereby the contact area on the cylinder wall 16 is enlarged. To enable the sealing lip 10 and the projections 12 to move, According to the invention, recesses 22, 24 are provided which have a substantially U-shaped Have cross-section. Fig. 5 shows the piston in the pressure-relieved state, wherein this by the roll-back effect of the projections 12 again by a portion a sr the way # s is moved back (to the right in the drawing).
In Fig. 6 ist eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Kolben-Zylinder-Anordnung dargestellt. Im Zylinder 26 ist hier eine Laufbüchse 28 aus Keramik fest angeordnet. In der Laufbüchse 28 ist ein Keramik-Kolben 30 hin und her bewegbar angeordnet, der an seinem der Druckkammer 32 zugewandten Ende wiederum einen Dichtring 34 trägt. Zur Befestigung des Dichtringes 34 weist der Kolben 30 einen zentralen Fortsatz 36 auf, in dem eine umlaufende Ringnut 38 eingestochen ist. In dieser Ringnut 38 sitzt der Dichtring 34 mit seinem radial inneren Ende. Der Dichtring 34 weist bei dieser Darstellung keine Roll-back-Ansätze auf; diese können jedoch problemlos auch bei dieser Ausbildung vorgesehen werden.In Fig. 6 is a further embodiment of the piston-cylinder arrangement according to the invention shown. In the cylinder 26, a liner 28 made of ceramic is fixedly arranged here. In the liner 28, a ceramic piston 30 is arranged to be movable back and forth, which in turn carries a sealing ring 34 at its end facing the pressure chamber 32. To fasten the sealing ring 34, the piston 30 has a central extension 36, in which a circumferential annular groove 38 is pierced. In this annular groove 38 the sealing ring 34 sits with its radially inner end. The sealing ring 34 has this representation does not show any roll-back approaches; however, these can also be used without any problems be provided in this training.
Eine weitere Ausgestaltung zeigt die Fig. 7, bei der wiederum ein Zylinder 40 mit Keramiklaufbüchse 42 vorgesehen ist, in der ein Kolben 44 angeordnet ist. Der Kolben 44 weist einen zentralen Hohlraum 46 auf, in den ein im Boden 48 des Zylinders befestigter zentraler Stift 50 hineinragt, wobei zwischen Stift 50 und der den Hohlraum 46 begrenzenden Wandung 52 ein.Zwischenraum 54 verbliebt. In diesem Zwischenraum 54 ist ein geschlitztes Blechteil 56 angeordnet, das im wesentlichen zylindrisch geformt ist und noch an einem Ende einen Flansch 58 aufweist, der in einer Lippendichtung 60 sitzt und somit das Blechteil 56 mit der Lippendichtung 60 verbindet.A further embodiment is shown in FIG. 7, in which again a Cylinder 40 with ceramic liner 42 is provided, in which a piston 44 is arranged is. The piston 44 has a central cavity 46 into which a base 48 of the cylinder attached central pin 50 protrudes, between pin 50 and the wall 52 delimiting the cavity 46. Intermediate space 54 remained. In A slotted sheet metal part 56 is arranged in this intermediate space 54, which essentially is cylindrically shaped and also has a flange 58 at one end, which in a lip seal 60 and thus the sheet metal part 56 with the lip seal 60 connects.
Ferner weist das Blechteil 56 einen im Querschnitt V-fo..rmigen umlaufenden Vorsprung 62 auf, mit dem es am Stift 50 angreift. Die Lippendichtung 60 hat eine zentrale durchgehende Öffnung 64, durch die der Stift 50 geführt ist. In der Öffnung 64 ist zumindest ein Vorsprung 66 vorgesehen, mit dem die Lippendichtung 60 am Stift 50 anliegt und der den Roll-back-Effekt bewirkt.Furthermore, the sheet metal part 56 has a circumferential, V-shaped cross-section Projection 62 with which it engages pin 50. The lip seal 60 has a central through opening 64 through which the pin 50 is guided. In the opening 64, at least one projection 66 is provided with which the lip seal 60 on the pin 50 is applied and which causes the roll-back effect.
Bezugszeichenliste 2 Keramik-Hohlboden 4 Endstück 6 Dichtring 8 Grundkörper 10 Dichtlippe 12 Erhebung, Vorsprung 14 Zylinder 16 Wandung 18 Zwischenraum 20 Druckraum 22 Ausnehmung 24 Ausnehmung 26 Zylinder 28 Laufbüchse 30 Keramik-Kolbne 34 Druckkammer 36 Fortsatz 38 Ringnut 40 Zylinder 42 Keramik-Laufbüchse 44 Kolben 46 Hohlraum 48 Boden 50 Stift 52 Wand 54 Zwischenraum 5G Blechteil 58 Flansch 60 Lippendichtung 62 Vorsprung 64 Öffnung 66 Vorsprung LIST OF REFERENCE NUMERALS 2 ceramic hollow bottom 4 end piece 6 sealing ring 8 base body 10 sealing lip 12 elevation, projection 14 cylinder 16 wall 18 space 20 pressure space 22 recess 24 recess 26 cylinder 28 liner 30 ceramic piston 34 pressure chamber 36 Extension 38 Ring groove 40 Cylinder 42 Ceramic liner 44 Piston 46 Cavity 48 Floor 50 pin 52 wall 54 gap 5G sheet metal part 58 flange 60 lip seal 62 protrusion 64 opening 66 protrusion
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