DE3906827A1

DE3906827A1 - Bremskolben fuer eine scheibenbremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3906827A1
Application number: DE19893906827
Authority: DE
Inventors: Rudolf Thiel; Ulrich Klimt; Andreas Doell; Gerhard Sacher; Michael Weidenweber; Manfred Stratthaus
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1989-03-03
Filing date: 1989-03-03
Publication date: 1990-09-06

Description

Die Erfindung betrifft einen Bremskolben für eine Scheibenbremse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sind verschiedene Ausführungsformen von wärmeisolierenden Elementen in Bremskolben bekannt, die teilweise massiv und teilweise ringförmig ausgebildet sind. Alle Varianten haben das Ziel, die Bremsflüssigkeit vor zu hohen Temperaturen zu schützen. Die massiven Ausführungen sind häufig schwierig im Bremskolben zu befestigen, da Kolbenmaterial und Material des wärmeisolierenden Elements unterschiedliches Temperaturverhalten aufweisen. Immer kann es jedoch passieren, daß durch nicht exakte Montage oder Fertigungstoleranzen z.B. ein Spiel auftritt, das Schrägverschleiß zur Folge hat.

Die Erfindung beruht auf der Aufgabe, durch ein einfach zu montierendes wärmeisolierendes Element zu erreichen, daß die auftretende Bremswärme nur in zulässigen Mengen zur Bremsflüssigkeit gelangt und gleichzeitig den durch Umfangskräfte auftretenden Schrägverschleiß zu verhindern.

Die Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Durch geringes radiales Spiel ist eine Relativbewegung der beiden axial spielfrei aneinanderliegenden Abstützkugelflächen von Bremskolben und wärmeisolierendem Element gegeneinander möglich, um zu ermöglichen, daß, obwohl z.B. auftretende Umfangskräfte den Bremskolben aus der Senkrechten zur Bremsscheibe herauszudrücken versuchen, die Kraft auf den Bremsbelag exakt senkrecht zur Bremsscheibe wirkt.

Eine Weiterentwicklung gemäß Anspruch 2 sieht vor, das wärmeisolierende Element auf der dem Bremskolben zugewandten Seite geschlossen auszuführen.

Die Beweglichkeit der beiden sphärischen Abstützflächen gegeneinander wird durch die Befestigungsarten des wärmeisolierenden Elements, die in den Ansprüchen 3 und 4 erläutert sind, unterstützt. Jeweils sorgt die Elastizität der Befestigung dafür, daß sich der Belagträger senkrecht zur Kraft auf die Bremsscheibe stellen kann und so Schrägverschleiß von der ersten Bremsung an verhindert.

Eine vorteilhafte Ausführung ermöglicht das Pressen oder Gießen des wärmeisolierenden Elements in einer zweiteiligen Form. Die beiden Formhälften stoßen dabei an durch zwei Kreise begrenzten Flächen aneinander, je eine im Inneren und im Äußeren des wärmeisolierenden Elements. Die äußere Kontaktfläche der Formhälften verläuft auf der seitlichen Kontaktfläche des wärmeisolierenden Elements zum Bremskolben zwischen sphärischer Abstützfläche und schräger Abstützfläche für insbesondere einen O-Ring.

Um die größere Volumenaufnahme infolge hoher Kompressibilität wie auch die Fähigkeit zur Wasseraufnahme - mit den bekannten Nachteilen - der heute verwendeten Duroplaste zu vermeiden, wird das wärmeisolierende Element gemäß Anspruch 6 vorteilhafterweise aus einer sich durch hohe Druckfestigkeit, hohe Zähigkeit und gute Oberflächengüte auszeichnenden Keramikart ausgeführt. Je nach Anwendungsfall ist durch die Wahl der Keramikart eine geringe bis sehr geringe Wärmeleitfähigkeit erreichbar.

In vorteilhafter Weise wird die Bremskolbenwandung im Bereich der Befestigungen für die Schutzkappe und das wärmeisolierende Element so stark ausgebildet, daß sie auch bei Zerstörung oder Fehlen des wärmeisolierenden Elements die zum sicheren Bremsen notwendigen Kräfte übertragen kann.

Eine weitere Ausführungsform sieht Anspruch 8 vor. In das wärmeisolierende Element ist ein Strahlungswärmeschutz für die Schutzkappe integriert, der sich - bezogen auf den Bremskolben - in radialer Richtung wie ein flacher Ring nach außen erstreckt.

Um eine einfache Montage sicherzustellen, wird am wärmeisolierenden Element eine Schlupffase angebracht, die einen Winkel zwischen 15° und 45°, insbesondere 30°, mit der Bremskolbenachse einschließt. Diese Schlupffase bewirkt, daß das wärmeisolierende Element, das z.B. mit einem O-Ring gehaltert wird, auch nach Einsestzen des O-Ringes in den Kolben leicht am O-Ring vorbei geschoben werden kann, wobei der O-Ring sich schließlich an einer Schrägen abstützt und das wärmeisolierende Element axial gegen den Bremskolben vorspannt.

Anhand der Fig. 1 bis 3 sollen mögliche Ausführungsformen der Erfindung und der Erfindungsgedanke dargestellt werden. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Schnitt durch den Bremskolben und das mittels O-Ring gehalterte wärmeisolierende Element,

Fig. 2 einen axialen Schnitt durch den Bremskolben und das mittels Klammer gehalterte, geschlossen ausgeführte wärmeisolierende Element,

Fig. 3 Detail mit integriertem Wärmeschutz für Schutzkappe.

Fig. 1 zeigt einen Bremskolben 1, der in der Bohrung 2 des Bremsgehäuses 3 dichtend geführt wird, wobei die Innenkammer 4 mit Bremsflüssigkeit gefüllt ist und der Bremskolben 1 in Richtung Bremsscheibe 5 gedrückt wird, sobald die Bremsflüssigkeit unter Druck gesetzt wird. Der Bremskolben 1 ist als Hohlkolben ausgeführt. Auf der der Bremsbacke 6 (Belagträger 7, Bremsbelag 8) zugewandten Seite des Bremskolbens 1 ist ein wärmeisolierendes Element 9 so befestigt, daß sowohl die kolbenseitige Abstützfläche 10 des wärmeisolierenden Elements 9 als auch die Abstützfläche 11 des Bremskolbens 1 sphärisch ausgebildet sind und sich relativ zueinander bewegen können. Diese Bewegung wird dadurch ermöglicht, daß das wärmeisolierende Element 9 radiales Spiel im Bremskolben 1 hat und axial spielfrei unter geringer Vorspannung durch einen in einer Nut 12 sitzenden O-Ring 13, der sich an einer Schrägen 14 des wärmeisolierenden Elements 9 abstützt, gegen die Abstützfläche 11 gedrückt wird. Die Nut 12 für den O-Ring 13 kann sich wahlweise näher an der Bremsbacke 6 als die Nut 15 für die Schutzkappe 16 oder weiter davon entfernt befinden.

Eine weitere Ausführungsform des wärmeisolierenden Elements 9 zeigt Fig. 2. In diesem Beispiel ist das wärmeisolierende Element 9 auf der zur Bremsbacke 6 gewandten Seite geschlossen ausgeführt. Im Zentrum dieses geschlossenen Teils ist eine Klammer 17 befestigt, die in eine Nut 18 greift. Unter Umständen ist es auch möglich, daß die Klammer 17 sich ohne Verwendung einer Nut in das Kolbenmaterial krallt.

Fig. 3 zeigt ein Detail aus einer der beiden ersten Figuren und erläutert eine weitere Ausführungsform. Man erkennt als radialen Fortsatz - bezogen auf den Bremskolben - des wärmeisolierenden Elements 9 den Strahlungsschutz 19, der sich zwischen dem Belagträger 7 und der Schutzkappe 16 befindet. Außerdem erkennt man in dieser Darstellung deutlich die Schlupffase 20, die bei der Montage das Vorbeischieben des wärmeisolierenden Elements 9 an dem zuerst montierten O-Ring 13 ermöglicht.

Bezugszeichenliste:

1 Bremskolben
2 Bohrung
3 Bremsgehäuse
4 Innenkammer
5 Bremsscheibe
6 Bremsbacke
7 Belagträger
8 Bremsbelag
9 wärmeisolierendes Element
10 Abstützfläche des wärmeisolierenden Elements
11 Abstützfläche des Bremskolbens
12 Nut für den O-Ring
13 O-Ring
14 Schräge des wärmeisolierenden Elements
15 Nut für die Schutzkappe
16 Schutzkappe
17 Klammer
18 Nut für die Klammer
19 Strahlungsschutz
20 Schlupffase

Claims

1. Bremskolben für eine Scheibenbremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit wäremeisolierendem Element, das auf der einem Bremsbelag zugewandten Seite eines Bremskolbenkörpers befestigt ist, und über eine Anlagefläche an einen Belagträger angelegt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) im wesentlichen ringförmig ist und eine kolbenseitige Abstützfläche (10) aufweist, die ebenso wie die eine zugeordnete Abstützfläche (11) im Bremskolben (1) sphärisch ausgebildet ist, wobei durch geringes radiales Spiel zwischen dem wärmeisolierenden Element (9) und dem Bremskolben (1) eine Relativbewegung zwischen den beiden axial spielfrei aneinanderliegenden sphärischen Abstützflächen (10), (11) möglich ist.

2. Bremskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) auf der dem Bremsbelag (8) zugewandten Seite geschlossen ist.

3. Bremskolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) durch eine Klammer (17), unter geringer Vorspannung axial spielfrei mit geringem radialem Spiel im Bremskolben (1) befestigt ist.

4. Bremskolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) durch einen O-Ring (13), der in einer Nut (12) im Bremskolben (1) gehaltert ist, unter geringer Vorspannung axial spielfrei mit geringem radialem Spiel im Bremskolben (1) befestigt ist.

5. Bremskolben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) in einer zweiteiligen Form gepreßt oder gegossen ist.

6. Bremskolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) aus Kunststoff oder aus einer sich durch hohe Druckfestigkeit, hohe Zähigkeit und gute Oberflächengüte auszeichnenden Keramikart, insbesondere Aluminiumoxid-Keramik, Dispersions-Keramik oder Zirkonoxid-Keramik, hergestellt ist, wobei durch die Wahl der Keramikart verschiedene Wärmeleitfähigkeiten zwischen etwa 1,4 und 35 W/m×K zur Verfügung stehen.

7. Bremskolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Bremskolbens (1) im Bereich der Befestigung des wärmeisolierenden Elements (9) und der Schutzkappennut (15) so stark ist, daß auch bei entferntem wärmeisolierendem Element die Kraftübertragung auf die Bremsbacken (6) sicher erfolgt.

8. Bremskolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) eine sich in radialer Richtung - bezogen auf den Bremskolben (1) - fortsetzende Konsole hat, die die Schutzkappe (16) vor Strahlungswärme des Bremsbelagträgers (7) schützt.

9. Bremskolben nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeisolierende Element (9) auf der dem Bremskolben (1) zugewandten Seite radial - bezogen auf den Bremskolben - weiter außen als die sphärische Abstützfläche (10) eine Schlupffase (20) aufweist, die mit der Bremskolbenachse einen Winkel zwischen 15° und 45°, insbesondere 30°, bildet.