DE3416942A1 - Hydraulisch betaetigbare bremse, die mit einer einrichtung zum verhindern einer uebermaessigen temperaturerhoehung der hydraulikfluessigkeit ausgestattet ist - Google Patents

Hydraulisch betaetigbare bremse, die mit einer einrichtung zum verhindern einer uebermaessigen temperaturerhoehung der hydraulikfluessigkeit ausgestattet ist

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DE3416942A1 DE19843416942 DE3416942A DE3416942A1 DE 3416942 A1 DE3416942 A1 DE 3416942A1 DE 19843416942 DE19843416942 DE 19843416942 DE 3416942 A DE3416942 A DE 3416942A DE 3416942 A1 DE3416942 A1 DE 3416942A1
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Description

PATENTANWÄLTE ; ... . - ' . . DIP L. -IN G. H. BOHR Müllerstraße 31
D I PL.-I N G. S. STA E G E R ζ 8OOO MÜNCHEN 5, 8 . Mai 1984
DIPL-INS, R. SPERLING W (08?)'2640 (SO
DIPL.-WIRTSCH.-ING. if Claims München EUROPEAN PATENTATTORNEYS Telex: 5 23903 claim d PAe Dr. Fincke · Bohr ■ Staeger · Sperling · Müllerstr. 31 · 8000 Mönchen 5 Ihre/Your Ref.:
VALEO Unsere/Our Ref.: Q 215 - Sp/RO
64 Avenue de la Grande Armee
75017 Paris-Frankreich
"Hydraulisch betätigbare Bremse, die mit einer Einrichtung zum Verhindern einer übermässigen Temperaturerhöhung der Hydraulikflüssigkeit ausgestattet ist"
Die Erfindung betrifft eine hydraulisch betätigbare Bremse mit mindestens einem Reibelement, beispielsweise im Fall einer Scheibenbremse einem Bremsklotz, der unter dem Schub eines in einem Zylinderkörper gleitend angeordneten Kolbens gegen eine sich drehende Bremsfläche, abhängig von einer Druckentwicklung in einer mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten und von dem Kolben in dem Zylinderkörper definierten Steuerkammer, anpressbar ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine solche Bremse, in welcher der Kolben ein becherförmiges Teil mit einer zylindrischen Seitenwandung umfasst, das in den Zylinderkörper eingeschoben ist und einen der Steuerkammer zugewandten Boden besitzt.
Noch spezieller betrifft die Erfindung eine solche Bremse, in welcher Mittel zum Verhindern einer übermässigen Temperaturerhöhung der Hydraulikflüssigkeit vorgesehen sind, welche
Bankverbindung: Bayer. Vereinsbank München, Konto «20404 (BLZ 700202 70) ■ Postscheckkonto: München 27044-802 (BlZ 70010080)
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aus einem zylindrischen Kern aus mechanisch widerstandsfähigem und thermisch isolierendem Material besteht, der in das becherförmige Teil eingesetzt ist.
Allgemein bewirken die Mittel zum Befestigen des Kerns in dem becherförmigen Teil ein Einpressen des Kerns in das besagte Teil, wodurch die Herstellkosten vergrößert werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine hydraulisch betätigbare Bremse der genannten Gattung zu schaffen, bei der der Aufbau des Kolbens bei verringerten Kosten besonders einfach und bequem ist, und eine hervorragende Wirksamkeit gegen die Gefahren einer übermäßigen Erhöhung der Hydraulikflüssigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß ist eine hydraulisch betätigbare Bremse des oben aufgezeigten Typs dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kern aus mechanisch widerstandsfähigem und thermisch isolierendem Material mit dem becherförmigen Teil fest verbunden ist, wobei die Verbindung mittels Verschraubens des Kerns auf einem mit einem Gewinde versehenen zentralen Zapfen geschieht, der am Boden des becherförmigen Teils hervortritt. Vorzugsweise besitzt der Kern eine Zentralbohrung für die Verschraubung auf dem zentralen Zapfen.
Dank einer solchen Anordnung wird der Kern auf einfache, sehr robuste und wenig teure Weise mit dem becherförmigen Teil verbunden. Das thermisch isolierende und mechanisch widerstandsfähige Material, aus dem der Kern hergestellt ist besteht vorteilhafterweise aus einem Reibmaterial für Bremsen, daß Fasern wie z.B. Glas- oder Amiantfasern, Füllmaterial wie Kaliumcarbonat und ein Bindemittel, z.B. Phenolharz aufweist, wobei die verschiedenen Bestandteile zunächst gemischt, dann pastilliert und einem Brennvorgang unterzogen werden. Die Tatsache, daß der Kern erfindungsgemäß zur Montage auf den Zapfen mit einer Zentralbohrung versehen ist, hat als vorteilhaftes Ergebnis, daß es dem Gas, das in dem Material des Kerns eingeschlossen ist, gestattet ist, sich während des BrennVorgangs frei auszudehnen, was die Gefahren eines Verwerfens vermeidet.
Vorzugsweise ist die Zentralbohrung glatt und das Verschrauben dieser Bohrung auf den Gewindezapfen des becherförmigen Teils wird durch Gewindeschneiden insitu in dem Loch realisiert.
Diese Anordnung ermöglicht eine besonders einfache Pastillierungdes Kerns. Darüber hinaus ist die Befestigung zwischen dem Kern und dem becherförmigen Teil hervorragend.
Gemäß eines Weiteren Merkmals ist ein ringförmiger Spalt zwischen den zylindrischen Seitenwandungen des Kerns und des becherförmigen Teils vorgesehen. Diese Anordnung bewirkt eine hervorragende thermische Isolierung zwischen der Reibzone der Bremse und der hydraulischen Steuerkammer.
Des weiteren wird wegen einer guten thermischen. Isolierung die Zentralbohrung des Kerns als Blindloch ausgeführt, um eine direkte Strahlung zwischen der Reibzone und dem Zapfen des becherförmigen Teils zu verhindern.
Gute Ergebnisse werden dann erzielt, wenn die Tiefe der Zentralbohrung des Kerns zwischen 40% und 80% der Höhe des Kerns beträgt.
Gemäß eines weiteren Merkmals ist die Höhe des Gewindezapfens des becherförmigen Teils geringer als die Tiefe der Zentralbohrung des Kerns und zwar derart, daß ein Luftpolster in dem Freiraum zwischen dem Zapfen des becherförmigen Teils und der Bohrung belassen wird. Das Luftpolster gestattet die freie Expansion von noch vorhandenem Restgas in dem Kern während einer Erwärmung, die aus einer besonders kräftigen Abbremsung während des Betriebs herrühren kann, wodurch somit die Gefahren eines Verwerfens des Kerns während des Betriebs vermieden werden.
Es versteht sich, daß die Höhe der Verschraubung des
Zapfens in der Bohrung des Kerns genügend sein muß, um eine gute Verbindung des Kerns und des becherförmigen Teils zu gewährleisten; gute Resultate werden erzielt, wenn die Höhe des Gewindezapfens des becherförmigen Teils zwischen 40% und 60% der Tiefe der Zantralbohrung des Kerns beträgt.
Gemäß eines weiteren Merkmals sind napfartige Ausnehmungen in der freien Endfläche des Kerns vorgesehen, die eine Tiefe besitzen, die vorteilhafterweise zwischen 20% und 80% der Höhe des Kerns beträgt. Diese napfartigen Ausnehmungen dienen zum Leichtermachen der Masse des isolierenden Kerns, zum Bereitstellen von isolierenden Luftpolstern während des Bremsens und zum Vergrößern der Oberfläche des Kerns, die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Bremsvorgängen der Luft ausgesetzt ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine allgemeine schematische Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Bremse, deren Kolben ein becherförmiges Teil ist, das einen Kern aus mechanisch Widerstandsföhigem und termisch isolierendem Material aufnimmt,
Fig. 2 eine Ansicht in vergrößertem Maßstab des Kerns in Alleindarstellung im Schnitt entlang der Linie II-II in Fig.3,
Fig. 3 eine Ansicht des Kerns aus Richtung des Pfeils III in Fig.2, und
Fig. 4 eine Ansicht analog derjenigen in Fig.2,betreffend eine AusführungsVariante.
Es wird zunächst Bezug genommen auf die Figuren 1 bis 3f die in nicht beschränkter Weise die Anwendung der Erfindung bei einer hydraulischen Scheibenbremse betreffen, die besonders bei Kraftfahrzeugen Verwendung findet.
In Figur 1 ist mit der Bezugsziffer 10 die Bremsscheibe dargestellt, welche zwei einander gegenüberliegende drehende Bremsflächen 11a und 11b besitzt, die reibend zwei Reibelemente 12a und 12b aufnehmen, welche letzteren von Bremsklötzen gebildet werden. Jeder Bremsklotz 12a, 12b besteht aus einem Bremsbelag 13, der mit einem Bremsbelagträger 14 fest verbunden ist. Jeder Bremsklotz 12a, 12b ist reibend gegen die zugeordnete Bremsfläche 11a, 11b der Bremsscheibe 10 mittels der freien Fläche 15 des Reibbelags anpressbar, welche letztere dem Bremsträger 14 gegenüberliegt. Der Druck für das Anpressen gegen die Bremsscheibe 10 wird bei jedem Bremsklotz 12a,12b über den Bremsbelagträger 14 übertragen; die Bremse umfasst des weiteren einen Bremssattel, der die Scheibe 10 übergreift und in welchem die Bremsklötze 12a und 12b angeordnet sind. In dem Sattel 16 ist ein Zylinder 17 ausgeformt, in welchem ein allgemein mit 18 bezeichneter Kolben verschiebbar angeordnet ist.
Der Kolben 18 weist eine Außenfläche 19 auf, mittels welcher er gegen die Bremsbelagträger 14 des Bremsklotzes 12a drücken kann. Der Kolben 18 definiert in dem Zylinder 17 eine Steuerkammer 20, die mit einer hydraulischen Flüssigkeit gefüllt ist, beispielsweise einem öl. Mit der Bezugsziffer 21 ist ein Kanal gekennzeichnet, der mit der Steuerkammer 20 in Strömungsverbindung steht und mittels welchem ein Hydraulikdruck in der Steuerkammer 20 entwickelbar ist.
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Der Sattel 16 besitzt ebenfalls eine Gegendruckfläche 22, gegen die der Bremsbelagträger 14 des anderen Bremsklotzes 12 zur Anlage kommt.
Die Bremsklötze 12a und 12b sind in dieser Weise dazu ausgebildet, mittels des Schubs des in dem im Zylinder gleitend angeordneten Kolbens abhängig von einer Druckentwicklung in der Steuerkammer 20 gegen die drehenden Bremsflächen 11a und 11b der Bremsscheibe angepresst zu werden.
Der Kolben 18(vgl.Figuren 1 bis 3) besteht aus einem becherförmigen Teil 23 mit einer zylindrischen Seitenwand 24/ der in den Zylinder eingesetzt ist und einen an die Steuerkammer 20 angrenzenden Boden 25 aufweist. In dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel besteht das becherförmige Teil 23 aus Stahlguß. Der Kolben 18 besteht des weiteren aus einem zylindrischen Kern 26 aus thermisch isolierendem und mechanisch widerstandsfähigem Material. Der Kern 26 ist in dem becherförmigen Teil aufgenommen und ragt über dessen Rand hervor. Die Außenfläche 19, mit welcher der Kolben gegen den Bremsklotz 12a stößt, wird somit ausschließlich von der freien Endfläche 19 des Kerns 26 gebildet.
Das thermisch isolierende und mechanisch widerstandsfähige Material, aus dem der Kern 26 besteht, ist ein Bremsenreibmaterial und weist Fasern, Füllmaterial und ein Bindemittel auf. Insbesondere umfasst dieses Material beispielsweise in Gewichtspozenten 30% Glas oder Amiantfaser, 50% mineralisches Füllmaterial, wie beispielsweise Kaliumcarbonat und 20% eines Bindemittels, wie beispielsweise einem Phenolharz. Diese verschiedenen Bestandteile werden zunächst gemischt und anschließend in der
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Form des Kerns 26 pastilliert und einem Brennvorgang unterzogen.
Aus Gründen der Befestigung des Kerns 26 in dem becherförmigen Teil 23 weist letzteres einen zentralen Gewindezapfen 27 auf, der aus dem Boden 25 hervortritt. Dieser Gewindezapfen 27 kann einstückig mit dem Boden 25 ausgebildet sein, so wie es dargestellt ist, oder von einem getrennten Teil gebildet werden, das an diesem Boden 25 befestigt wird.
Der Kern 26 weist die freie Endfläche 19 auf, mit welcher der Kolben 18 auf den Bremsklotz 12a drückt. Des weiteren weist der Kern 26 eine weitere Endfläche 28 auf, die der freien Fläche 19 gegenüberliegt und welche dazu bestimmt ist, in Kontakt mit dem Boden 25 des becherförmigen Teils 23 zu treten, so wie es in Figur 1 dargestellt ist. Diese Fläche 28 kann in gleicher Weise dem Boden 25 so benachbart werden, daß sie einen leichten Abstand von diesem aufweist, um somit ein thermisch isolierendes Luftpolster in der Nähe dieses Bodens 25 auszubilden.
Die beiden Endflächen 19 und 28 sind im wesentlichen plan und parallel.
Die Seitenwand 29 des Kerns 26 ist zylindrisch ausgebildet oder leicht konisch (vgl.Darstellung) um die Gießbedxngungen zu erleichtern, und erstreckt sich in der Nachbarschaft der Seitenwand 24 des becherförmigen Teils 23 wobei ein ringförmiger Spalt zwischen den Seitenwandungen 24 und 29 ausgebildet ist, um ein thermisch isolierendes Luftpolster zu bilden.
Der Kern 26 weist in der Nähe seiner freien Endfläche 19 einen Bereich 31 an seiner Seitenwand 29 auf, bei dem der Durchmesser vergrößert ist.
In der freien Endfläche 19 des Kerns 26 sind napfartige Ausnehmungen 32 ausgebildet, die eine Tiefe PC besitzen, die zwischen 20% und 80%, in dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel in der Nähe von 23% der Höhe HN des Kerns 26 liegt.
Die andere Endfläche 28 des Kerns weist eine glatte Blindzentralbohrung 33 auf. Die Tiefe PC der Zentralbohrung 33 des Kerns 26 beträgt zwischen 40% und 80%, vorzugsweise in der Nähe von 70% der Höhe HN des Kerns
Der Kern 26 ist an dem becherförmigen Teil 23 mittels einer Schraubverbindung zwischen der Zentralbohrung 33 und dem zentralen Gewindezapfen 27 befestigt, welcher letztere vom Boden 25 des becherförmigen Teils hervortritt. Die Verschraubung der Bohrung 33 auf dem Gewindezapfen 27 wird durch ein Aufschrauben insitu auf die glatte Bohrung 33 bewirkt. Es wird darauf hingewiesen, daß hinsichtlich der Verschraubung die Bohrung 33 einen rohrförmigen Zapfen oder Dübel jeglichen geeigneten Materials aufnehmen kann.
Die Höhe HC des Gewindezapfens 27 liegt zwischen 40% und 60%, vorzugsweise in der Nähe von 57% der Tiefe PT der Zentralbohrung 33 des Kerns 26. Auf diese Weise wird nach dem Verschrauben der Bohrung 33 auf den Zapfen 27 ein Luftpolster 34 am Boden der Bohrung 33 belassen (vgl.Figur 1).
Die Bohrung 33 und ebenfalls die napfartigen Ausnehmungen 32 haben zum Zweck, während des Brennens des Kerns 26
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eine gefahrlose Ausdehnung eingeschlossenen Gases zu gestatten, wodurch ein Verwerfen oder ein Krümmen oder auch Blasenbildung vermieden wird.
Es ist ebenfalls zu bemerken, daß aufgrund der glatten Form der Bohrung 33 und auch der napfförmigen Ausnehmungen 32 die Pastilierung des Kerns 26 unter günstigen Umständen und Bedingungen durchgeführt werden kann.
Die Montage des Kerns 26 in den becherförmige Teil 2 3 wird auf einfache Art durch Aufschrauben durchgeführt und ermöglicht eine hervorragende Verbindung.
Der auf dieser Weise gebildete Kolben 18 weist sehr gute Isoliereigenschaften aufgrund der Konfiguration des Kerns 26 und in gleicher Weise aufgrund des Vorhandenseins der Polster 30 und 34 auf. Es wird darauf hingewiesen, daß während des BremsVorgangs das Luftpolster 34 ein Ausdehnen von eingeschlossenem Gas ohne Risiko ermöglicht, während die napfartigen Ausnehmungen 32 es ermöglichen, zwischen zwei Bremsvorgängen den Abkühlvorgang durch Ventilation des Kerns zu beschleunigen.
In einer in Figur 4 dargestellten Variante ist die Anordnung analog derjenigen, die mit Bezug auf die Figuren 1 bis 3 beschrieben worden ist; jedoch weisen die mit 32' gekennzeichneten napfartigen Ausnehmungen eine Tiefe PC1 auf, die größer ist als die Tiefe PC in Figur 2. In dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel liegt die Tiefe PC in der Nähe von 76% der Höhe HN der Kern 26. Die napfartigen Ausnehmungen 32' können gleichfalls, außer tiefer zu sein als die Ausnehmungen 32 t sich mehr über die Fläche 19 erstrecken, beispielsweise in Form von ringförmigen Nuten.
Welche Ausbildung auch gewählt wird, der Kern 26 aus Figur 4 ist leichter als der Kern 26 aus Figur 2 und weist wie letzterer hervorragende Betriebseigenschaften auf.
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Claims (15)

PATENTANSPRÜCHE
1) Hydraulisch betätigbare Bremse mit mindestens einem Reibelement (12a), das unter dem Schub eines in einem Zylinderkörper gleitend angeordnetem Kolbens (18) gegen eine sich drehende Bremsfläche,abhängig von einer Druckentwicklung in einer mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllten und von dem Kolben (18) in dem Zylinderkörper (17) definierten Steuerkammer (20)/anpressbar ist, und wobei der Kolben (18) zum einen ein in den Zylinderkörper (17) eingeschobenes, becherförmiges Teil (23) mit einer zylindrischen Seitenwand (24) und einem der Steuerkammer (20) zugewandten Boden (25), und zum anderen einem zylindrischen Kern (26) aus mechanisch Widerstandsfestem und thermisch isolierendem Material umfasst, der in das becherförmige Teil (23) eingesetzt ist, dadurch g ekennz eichnet, daß der Kern (26) mit dem becherförmigen Teil (23) in fester Verbindung gehalten ist, wobei die Verbindung aus einer Verschraubung des Kerns (26) auf einem mit einem Gewinde versehenen zentralen Zapfen (27) besteht, der am Boden (25) des becherförmigen Teils (23) hervortritt.
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2) Bremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Verschraubung auf dem zentralen Gewindezapfen (27) der Kern (26) mit einer Zentralbohrung (23) ausgestattet ist.
3) Bremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (PT) der Zentralbohrung (33) des Kerns (26) geringer als 80% der Höhe (HN) des Kerns (26) ist.
A) Bremse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (PT) der Zentralbohrung (33) des Kerns (26) größer als 40% der Höhe (HN) des Kerns (26) ist.
5) Bremse nach mindestens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralbohrung (33) des Kerns (26) glatt ist, und daß die Verschraubung dieser Bohrung (33) auf den Gewindezapfen (27) durch Selbstschneidung eines Gewindes in der Bohrung (33) durchgeführt wird.
6) Bremse nach mindestens einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekenn ze lehnet, daß für die Verschraubung auf dem Gewindezapfen (27) die Zentralbohrung (33) des Kerns (26) einen rohrförmigen Dübel oder eine Hülse aufnimmt.
7) Bremse nach mindestens einem der Ansprüche 2-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (HC) des Gewindezapfens (27) des becherförmigen Teils (23) geringer ist als die Tiefe (PT) der Zentralbohrung (33) des Kerns (26).
8) Bremse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (HC) des Gewindezapfens (27) des becherförmigen Teils (23) geringer ist als 60% der Tiefe (PT) der Zentralbohrung (33) des Kerns (26).
9) Bremse nach mindestens einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (HC) des Gewindezapfens (27) des becherförmigen Teils (20) größer ist als 40% der Tiefe (PT) der Zentralbohrung(33) des Kerns (26).
10) Bremse nach mindestens einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine napfförmige Ausnehmung (32,32") auf der freien Endfläche (19) des Kerns (26) ausgebildet ist.
11) Bremse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe (PC,PC1) der napfaritgen Ausnehmungen (32,32') zwischen 20%und 80% der Höhe (HN) des Kerns (26) liegt.
12) Bremse nach mindestens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Spalt (30) zwischen den zylindrischen Seitenwandungen (29,24) des Kerns (26) und des becherförmigen Teils (23) ausgebildet ist.
13) Bremse nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (26) das becherförmige Teil (23) derart am Rand überragt, daß die Außenfläche, mittels welcher der Kolben (18) gegen das Reibelement (11a) drückt, ausschließlich von der freien Endfläche (19) des Kerns (26) gebildet ist.
14) Bremse nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (26) in der Nähe seiner freien Endfläche (19) einen Bereich (31) an seiner Seitenwand (29) besitzt, dessen Durchmesser vergrößert 1st.
15) Bremse nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Kerns (26) Reibbelagsmaterial ist und aus Glasfasern, Füllmaterial und einem Bindemittel besteht.
DE19843416942 1983-05-11 1984-05-08 Hydraulisch betaetigbare bremse, die mit einer einrichtung zum verhindern einer uebermaessigen temperaturerhoehung der hydraulikfluessigkeit ausgestattet ist Withdrawn DE3416942A1 (de)

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