DE3920161A1 - Spreizkeilvorrichtung, insbesondere fuer kraftfahrzeugbremsen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Spreizkeilvor­ richtung, insbesondere für Kraftfahrzeugbremsen, mit einem am Bremsenträger befestigten Gehäuse, zwei in dem Gehäuse verschiebbar gelagerten koaxialen Druckstücken, die ihrer­ seits an einem Bremsbetätigungsglied angreifen, einem an den beiden Druckstücken jeweils über eine Rolle anliegenden, durch eine Öffnung im Gehäusehals nach außen ragenden Spreizkeil mit einem Spreizkeilschaft, einem der Druckstück- und damit der Bremsbeaufschlagung dienenden, am Spreizkeilschaft in axialer Richtung angreifenden Membranzylinder o. dgl. und einer zwischen dem Spreizkeilschaft und dem Gehäusehals eingeschalteten Dich­ tungseinrichtung mit einem flexiblen Dichtungsmantel, der sich über einen Umlenkbereich hinweg zwischen zwei ringförmigen, unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Randwülsten erstreckt, von denen der Randwulst mit kleinerem Durchmesser am Spreizkeilschaft anliegend und der Randwulst mit größerem Durchmesser innerhalb des Bereichs des Gehäusehalses fixiert ist, sowie mit einer die Spreizkeil-Spreizkeilschaft-Einheit umgebenden Rückstellfeder.

Derartige Spreizkeilvorrichtungen mit flexiblen Dich­ tungsmantel sollen der Forderung Rechnung tragen, daß über den Membranzylinder keine Staub- und Schmutzpartikel sowie Feuchtigkeit in den mit Fett gefüllten Gehäuseinnenraum gelan­ gen und sich mit dem Fett vermischen, was zu Korro­ sionserscheinungen und erhöhtem Verschleiß an den Funk­ tionsteilen und somit zum vorzeitigen Ausfall der Spreiz­ keilvorrichtung führen kann.

Bei einer bekannten Spreizkeilvorrichtung der eingangs genannten Art (EU-PS 87 335) hat man deshalb den kleineren Randwulst zwischen einer Federbüchse und einer Scheibe, die von einer Druckfeder beaufschlagt ist, am Spreizkeilschaft festgelegt. Eine weitere Feder, die die Rückstellfeder dar­ stellt, ist in Form einer Zugfeder vorgesehen, die im Bereich der Fixierung des größeren Randwulstes am Gehäuse angreift. Der Dichtungsmantel umfaßt einen etwa zylindrischen Abschnitt mit größerem Durchmesser, an den sich ein zylindrischer Abschnitt mit kleinerem Durchmesser anschließt. Es hat sich nun gezeigt, daß bei Betätigung des Spreizkeils über den Membranzylinder axial in das Gehäuse in nachteiliger Weise durch die zylindrische Gestaltung der beiden Mantelabschnitte keine einrollende Bewegung stattfindet. Es kommt vielmehr zu einer Faltenbildung im Verbindungsbereich der beiden Mantel­ abschnitte, die zu einer Rißbildung führt. Da bei derartigen Dichtungseinrichtungen der Standzeit von mehreren hundert­ tausend Bremsbetätigungshüben gefordert wird, bedeutet eine vorzeitige Rißbildung den Ausfall der Spreizkeilvorrichtung.

Es hat sich gezeigt, daß die Festlegung des Dichtungsmantels über die beiden zu seiner Halterung bzw. Spreizkeilrückführung benötigten Federn und damit die Verquetschung der Wülste ebenfalls zu einer Rißbildung und damit einem Ausfall des Dichtungsmantels führt.

Man hat diesen Nachteilen dadurch zu begegnen versucht, (EU-PS 1 06 954 und EU-OS 2 61 903), daß man den Dichtungsmantel unflexibel ausbildet, so daß er nicht dem axialen Weg des Spreizkeiles folgen kann, sondern stattdessen über seinen am Spreizkeilschaft anliegenden Innenumfang lediglich als Ab­ streifeinrichtung wirkt. Hier haben sich jedoch folgende Nachteile gezeigt: Durch die Reibung tritt ein Wirkungs­ gradverlust ein. Ferner führt ein zwischen dem Spreiz­ keilschaft und dem Innenumfang der Abstreifeinrichtung ein­ tretender Schmirgeleffekt zu einem erhöhten Verschleiß an diesen Teilen. Schließlich hat sich gezeigt, daß sich am Spreizkeilschaft anlagernde Fremdpartikel bei einer Brems­ betätigung auf die Dichtung drücken und in den Gehäuse­ innenraum gelangen können. Bei der Ausführung nach der EU-PS 1 06 954 kann es überdies ebenfalls im Außenwulstbereich zu einer Rißbildung durch Verquetschung durch die Druckfeder bzw. zum Einklemmen in die Federwindungen, wenn sich am Außenumfang der Dichtung Falten bilden, kommen. Da der größere Wulst durch Einschrauben des Führungsrohrs des Membranzylinders fest ein­ gespannt wird, kann im Montage- bzw. Transportzustand aus dem Innenraum der Spreizkeilvorrichtung darin enthaltenes Fett wegen der losen Halterung des Membranzylinders innerhalb des Gehäusehalses mangels Abdichtung austreten. Umgekehrt können Schmutz- und Feuchtigkeitspartikal in den Innenraum der Spreizkeilvorrichtung eindringen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Spreiz­ keilvorrichtung der eingangs genannten Art unter Beseitigung der aufgeführten Nachteile in einfacher Weise so weiter auszugestalten, daß der dem Spreizkeilschaft zugeordnete fle­ xible Dichtungsmantel den Innenraum des Gehäuses mit der Spreizkeilvorrichtung gegen das Eindringen von Fremdkörpern einwandfrei abdichtet und in seiner Form und Halterung der­ artig gestaltet und angeordnet ist, daß er axiale Bewegungen des Spreizkeiles durch Einrollen bzw. Ausrollen vollzieht, ohne sich dabei in Falten zu legen, bzw. ohne daß es hierfür in Teilen der Halterung bzw. der Betätigungs­ teile eines Einklemmens bedarf.

Die Spreizkeilvorrichtung nach der Erfindung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß der flexible Dichtungsmantel in Form eines koni­ schen Rollbalges mit den Spreizkeilschaft formschlüssig er­ fassendem Wulst kleineren Durchmessers und mit einem mit ihm im Bereich des Wulstes mit größerem Durchmesser zu einer Einheit verbundenden, der Abstützung der Rückstellfeder dienenden, unter ihrer Wirkung am Gehäusehals anliegenden Federteller ausgebildet ist. Auf diese Weise werden hervor­ ragende Ein- und Ausrolleigenschaften des Rollbalges ohne die Gefahr einer Rißbildung erzielt, die auch durch die auf einfache Weise erreichte Festlegung der Rollbalgwulste vermindert wird.

Als im Hinblick auf die Fertigung sowie die Montage sehr günstig hat es sich dabei erwiesen, wenn der Spreiz­ keilschaft mit einer Ringnut für die Aufnahme des Rollbalg­ wulstes mit kleinerem Durchmesser versehen ist. Auf diese Weise kann die bei der herkömmlichen Ausführung gemäß EU-PS 87 335 vorgesehene Festlegung zwischen einer Buchse und einer Scheibe, die unter der Wirkung einer Druckfeder steht, entfallen. Somit ist bei dieser Ausführung eine lange Lebensdauer des für die einwandfreie Abdichtung verant­ wortlichen flexiblen Dichtungsmantels sichergestellt.

Um ein einwandfreies faltenloses Ein- und Ausrollen über den gesamten Weg des Spreizkeilschaftes bei einwand­ freier Führung bzw. Halterung des konischen Rollbalges während jeder möglichen Druckstück- und damit Bremsbeauf­ schlagung zu gewährleisten, ist es günstig, wenn der koni­ sche Rollbalg zwischen den beiden Wülsten einen Umlenkbe­ reich aufweist, der sich am Betätigungsende jeweils nahe einem der beiden Rollbalgenden befindet und wenn die Länge des konischen Rollbalges zwischen dem einen der beiden Wülste bis zum unmittelbar vor dem anderen Wulst befindlichen Umlenk­ bereich mindestens gleich dem maximal möglichen axialen Be­ tätigungshub des Spreizkeils gewählt ist.

Eine besonders kompakte Ausführung läßt sich errei­ chen, wenn derjenige Rand des Federtellers, an dem der Rollbalgwulst mit größerem Durchmesser festgelegt ist, bis etwa in die Mitte zwischen den beiden Endpositionen des am Spreizkeilschaft festgelegten Wulstes mit kleinerem Durchmesser an den jeweiligen Betätigungshubenden des Spreizkeils reicht.

Der freie Rand des Federtellers kann mit dem Roll­ belagwulst größeren Durchmessers durch Verkleben oder Ver­ schrauben verbunden sein. Als im Hinblick auf den Her­ stellvorgang sowie die Qualität des Ergebnisses besonders günstig hat es sich herausgestellt, wenn der freie Rand des Federtellers mit dem Rollbalgwulst größeren Durch­ messers durch Anvulkanisieren verbunden ist.

Diese Verbindung kann direkt hergestellt werden. Fertigungstechnisch besonders zweckmäßig ist es jedoch, wenn mit dem Rollbalgwulst größeren Durchmessers ein Me­ tallring durch Anvulkanisieren verbunden ist, wenn der Federteller einen hülsenförmigen Abschnitt mit leicht koni­ scher Verjüngung umfaßt und wenn der Metallring mit dem freien Rand des Federtellers durch Einpressen in den leicht konisch geformten hülsenförmigen Abschnitt verbunden ist.

Eine besonders schonende und dennoch sichere dichte Festlegung im Bereich des Gehäusehalses wird in weiterer Ausbildung dadurch erreicht, daß der Federteller einen sich radial erstreckenden Bund umfaßt, über den er sich unter der Wirkung der Rückstellfeder über einen Dichtring an einem Ansatz des Gehäusehalses abstützt. Dabei hat es sich zur Fixierung des Federtellers als sehr günstig er­ wiesen, wenn der Federteller mit Hilfe eines seinem Bund zugeordneten, in eine Nut des Gehäusehalses eingreifenden Sicherungsring im Gehäusehals festgelegt ist. Eine besonders gute Raumausnutzung im Bereich des Gehäusehalses ergibt sich in weiterer Ausbildung dadurch, daß der Federteller einen im Querschnitt U-förmigen Abschnitt umfaßt, an den sich einerseits der sich radial erstreckende Bund und andererseits der hülsenförmige Abschnitt mit leicht ko­ nischer Verjüngung anschließt.

Vorteilhafterweise ist am Spreizkeilschaft auf der dem Membranzylinder zugewandten Seite der für die Aufnahme des Rollbalgwulstes mit kleinerem Durchmesser vorgesehenen Ringnut ein äußerer Federteller festgelegt, an dem das andere Ende der Rückstellfeder angreift. Dabei hat es sich als zweckmäßig erwiesen, wenn zur Festlegung des äußeren Federtellers ein in einer Ringnut des Spreizkeil­ schaftes gelagerter, der axialen Federtellerabstützung dienender Sprengring vorgesehen ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile und Merkmale er­ geben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeich­ nung, auf die bezüglich einer erfindungswesentlichen Offen­ barung aller im Text nicht erwähnten Einzelheiten ausdrück­ lich hingewiesen wird. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht der Spreizkeilvorrichtung, teil­ weise im Schnitt, und

Fig. 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 zur Veranschau­ lichung der beiden möglichen Spreizkeilhub­ endstellungen.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die veran­ schaulichte Spreizkeilvorrichtung ein am nicht gezeigten Bremsenträger befestigtes Gehäuse 1 mit zwei im Gehäuse verschiebbar gelagerten koaxialen Druckstücken 2, 3, die ihrerseits an einem nicht näher veranschaulichten Brems­ betätigungsglied angreifen. An beiden Druckstücken 2, 3 liegt jeweils über eine Rolle 4, 5 ein durch eine Öffnung 6 im Gehäusehals 7 nach außen ragender Spreizkeil 8 mit einem Spreizkeilschaft 9. Dem Spreizkeilschaft 9 ist ein der Druckstück- und damit der Bremsbeaufschlagung dienender, an ihm in axialer Richtung angreifender, nicht dargestell­ ter Membranzylinder o. dgl. zugeordnet. Ferner ist zwischen dem Spreizkeilschaft 9 und dem Gehäusehals 7 eine Dich­ tungseinrichtung eingeschaltet. Diese umfaßt einen Dichtungs­ mantel in Form eines konischen Rollbalges 10 mit einem den Spreizkeilschaft 9 formschlüssig erfassenden Rollbalg­ wulst 11 kleineren Durchmessers und mit einem Rollbalg­ wulst 12 mit größerem Durchmesser. Letzterer ist mit einem am Gehäusehals 7 abdichtend festgelegten Federteller 13 als eine Baueinheit ausgebildet.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, greift der Rollbalgwulst 11 mit kleinerem Durchmesser in eine Ringnut 14 des Spreizkeilschaftes 9 dichtend ein. Der konische Rollbalg 10 weist zwischen den beiden Wulsten 11, 12 einen Umlenkbereich 15 auf, der sich am Betätigungshubende je­ weils nahe einem der beiden Rollbalgenden befindet. Die Länge des konischen Rollbalges 10 zwischen dem einen der beiden Wülste 11, 12 bis zum unmittelbar vor dem anderen Wulst befindlichen Umlenkbereich 15 ist mindestens gleich dem maximal möglichen axialen Betätigungshub des Spreiz­ keils 8 gewählt. Derjenige Rand 16 des Federtellers 13, an dem der Rollbalgwulst 12 mit größerem Durchmesser fest­ gelegt ist, reicht bis etwa in die Mitte zwischen den beiden Endpositionen des am Spreizkeilschaft 9 festgeleg­ ten Wulstes 11 mit kleinerem Durchmesser an den jeweiligen Betätigungshubenden. Mit dem Rollbalgwulst 12 größeren Durchmessers ist ein Metallring 17 durch Anvulkanisieren verbunden. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt der Federteller 13 einen hülsenförmigen Abschnitt 18 mit leicht konischer Verjüngung, der in den Rand 16 ausläuft. Mit diesem freien Rand 16 ist der Metallring 17 durch Einpressen in den leicht konisch geformten hülsenförmigen Abschnitt 18 des Federtellers 13 verbunden. Im gezeigten Beispiel entspricht die Hülsenlänge dem maximalen Einrollweg des Rollbalges 10 bei einem maximalen Betätigungshub. Sie kann aber auch kürzer sein,wenn es die Einbaulage des Federtellers 13 im Gehäuse 1 erfordert.

Der Federteller 13 umfaßt einen im Querschnitt U- förmigen Abschnitt 19, an den sich einerseits ein sich radial erstreckender Bund 20 und andererseits der hülsen­ förmige Abschnitt 18 mit leicht konischer Verjüngung an­ schließt. Im U-förmigen Abschnitt 19 des Federtellers 13 liegt das eine Ende einer schraubenwendelförmigen Rückstellfeder 21 an, dessen anderes Ende sich an einem äußeren Federteller 22 abstützt. Dieser äußere Feder­ teller 22 ist am Spreizkeilschaft 9 auf der dem Membran­ zylinder zugewandten Seite der für die Aufnahme des Rollbalgwulstes 11 mit kleinerem Durchmesser vorgesehenen Ringnut 14 festgelegt. Zu diesem Zweck ist ein Spreng­ ring 23 vorgesehen, der in einer Ringnut 24 des Spreiz­ keilschaftes 9 gelagert ist und an dem der äußere Feder­ teller 22 zur Anlage gelangt.

Der Federteller 13 stützt sich selbst über den sich radial erstreckenden Bund 20 über einen Dichtring 25 an einem Ansatz 26 des Gehäusehalses 7 ab. Mit Hilfe eines seinem Bund 20 zugeordneten, in eine Nut 27 des Gehäuse­ halses 7 eingreifenden Sicherungsrings 28 ist der Feder­ teller 13 im Gehäusehals 7 festgelegt.

Fig. 2 zeigt die Wirkungsweise des konischen Roll­ balges 10 durch Darstellung der beiden Hubendpositionen. In der linken Hälfte ist die Ausgangsstellung des Spreiz­ keilschaftes 9 veranschaulicht. Der Umlenkbereich 15 befindet sich in der Nähe des Rollbalgwulstes 11 kleineren Durchmessers. Bei Bremsbetätigung, d. h. axialer Beauf­ schlagung des Spreizkeilschaftes 9 gelangt der Wulst 11 in die in der rechten Hälfte der Fig. 2 veranschaulichte untere Position. Auf dem Weg in diese Lage gelangt der Umlenkbereich 15 in die Nähe des Wulstes 12 mit größerem Durchmesser.

Bei Bremsentlastung wird der Spreizkeilschaft 9 mit dem Spreizkeil 8 durch die Vorspannkraft der Rück­ stellfeder 21 axial in seine Ruhelage zurückbewegt. Dabei folgt der Rollbalg 10 dieser Bewegung ausrollend und nimmt schließlich seine Ausgangsposition wieder ein, in der sich der Umlenkbereich 15 wieder in der Nähe des Rollbalgwulstes 11 mit kleinerem Durchmesser befindet.

Claims (11)

1. Spreizkeilvorrichtung, insbesondere für Kraftfahr­ zeugbremsen, mit einem am Bremsenträger befestigten Gehäuse (1), zwei in dem Gehäuse verschiebbar gelagerten koaxialen Druckstücken (2, 3), die ihrerseits an einem Bremsbetä­ tigungsglied angreifen, einem an den beiden Druckstücken (2, 3) jeweils über eine Rolle (4, 5) anliegenden, durch eine Öffnung (6) im Gehäusehals (7) nach außen ragenden Spreizkeil (8) mit einem Spreizkeilschaft (9), einem der Druckstück- und damit der Bremsbeaufschlagung dienenden, am Spreizkeilschaft (9) in axialer Richtung angreifenden Membranzylinder o. dgl. und einer zwischen dem Spreizkeilschaft (9) und dem Gehäuse­ hals (7) eingeschalteten Dichtungseinrichtung mit einem flexiblen Dichtungsmantel, der sich über einen Umlenkbereich (15) hinweg zwischen zwei ringförmigen, unterschiedliche Durchmesser aufweisenden Wulsten (11, 12) erstreckt, von denen der Randwulst (11) mit kleinerem Durchmesser am Spreiz­ keilschaft (9) anliegend und der Randwulst (12) mit größerem Durchmesser innerhalb des Bereichs des Gehäusehalses (7) fixiert ist, sowie mit einer die Spreizkeil-Spreizkeilschaft- Einheit umgebenden Rückstellfeder (21), dadurch gekenn­ zeichnet, daß der flexible Dichtungsmantel in Form eines konischen Rollbalges (10) mit den Spreizkeilschaft (9) formschlüssig erfassendem Wulst (11) kleineren Durchmessers und mit einem mit ihm im Bereich des Wulstes (12) mit größerem Durchmesser zu einer Einheit verbundenen, der Abstützung der Rückstellfeder (21) dienenden, unter ihrer Wirkung am Gehäu­ sehals (7) anliegenden Federteller (13) ausgebildet ist.

2. Spreizkeilvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spreizkeilschaft (9) mit einer Ringnut (14) für die Aufnahme des Rollbalgwulstes (11) mit kleinerem Durchmesser versehen ist.

3. Spreizkeilvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der konische Rollbalg (10) zwischen den beiden Wulsten (11, 12) einen Umlenkbereich (15) aufweist, der sich am Betätigungshubende jeweils nahe einem der beiden Rollbalgenden befindet, und daß die Länge des konischen Rollbalges (10) zwischen dem einen der beiden Wulste bis zum unmittelbar vor dem anderen Wulst befindlichen Umlenkbereich (15) mindestens gleich dem maximal möglichen axialen Be­ tätigungshub des Spreizkeils (8) gewählt ist.

4. Spreizkeilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Rand (16) des Feder­ tellers (13), an dem der Rollbalgwulst (12) mit größerem Durchmesser festgelegt ist, bis etwa in die Mitte zwischen den beiden Endpositionen des am Spreizkeilschaft (9) festgelegten Wulstes (11) mit kleinerem Durchmesser an den jeweiligen Betätigungshubenden des Spreizkeils (8) reicht.

5. Spreizkeilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Rand (16) des Federtellers (13) mit dem Rollbalgwulst (12) größeren Durch­ messers durch Anvulkanisieren verbunden ist.

6. Spreizkeilvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit dem Rollbalgwulst (12) größeren Durch­ messers ein Metallring (17) durch Anvulkanisieren verbunden ist, daß der Federteller (13) einen hülsenförmigen Abschnitt (18) mit leicht konischer Verjüngung umfaßt und daß der Metallring (17) mit dem freien Rand (16) des Federtellers durch Einpressen in den leicht konisch geformten hülsenförmigen Abschnitt (18) verbunden ist.

7. Spreizkeilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (13) einen sich radial erstreckenden Bund (20) umfaßt, über den er sich unter der Wirkung der Rückstellfeder (21) über einen Dichtring (25) an einem Ansatz (26) des Gehäuse­ halses (7) abstützt.

8. Spreizkeilvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (13) mit Hilfe eines seinem Bund (20) zugeordneten, in eine Nut (27) des Ge­ häusehalses (7) eingreifenden Sicherungsrings (28) im Gehäusehals (7) festgelegt ist.

9. Spreizkeilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Federteller (13) einen im Querschnitt U-förmigen Abschnitt (19) umfaßt, an den sich einerseits der sich radial erstreckende Bund (20) und andererseits der hülsenförmige Abschnitt (18) mit leicht konischer Verjüngung anschließt.

10. Spreizkeilvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß am Spreizkeilschaft (9) auf der dem Membranzylinder zugewandten Seite der für die Aufnahme des Rollbalgwulstes (11) mit kleinerem Durchmesser vorgesehenen Ringnut (14) ein äußerer Feder­ teller (22) festgelegt ist, an dem das andere Ende der Rückstellfeder (21) angreift.

11. Spreizkeilvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des äußeren Feder­ tellers (22) ein in einer Ringnut (24) des Spreizkeil­ schaftes (9) gelagerter, der axialen Federtellerabstützung dienender Sprengring (23) vorgesehen ist.