DE4012996A1 - Kolben fuer hydraulische bremse, insbesondere fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kolben für eine hydraulische Bremse, insbesondere für Kraft­ fahrzeuge, sowie eine hydraulisch betätigte Bremse mit einem solchen Kolben, wie beispielsweise in der FR-A-25 23 244 (US-A-45 81 985) beschrieben. Dabei enthält der Kolben einerseits ein becherförmiges Stück und andererseits einen Isolierkern, der an den Becher mit Hilfe von einrastbaren Verbindungsmitteln gekoppelt ist.

Die Verbindungsmittel sind örtlich begrenzt und be­ treffen lediglich einen Teil der Seitenwände des Kerns e 9 des Bechers. Eine derartige Anordnung kom­ pliziert Montage und Fertigung.

Um diesen Nachteil zu beseitigen, kann man daran denken, den eigentlichen Kolben am Isolierkörper durch Schraubverbindung anzubringen, wie in der FR-A-20 05 742 beschrieben.

Auch eine solche Anordnung ist nicht befriedigend, denn sie zwingt dazu, die Dicke des Becherbodens zu vergrößern.

Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Nach­ teile zu beseitigen und somit neue Verbindungsmittel zwischen einem Becher und einem Isolierkern zu schaffen, die die Montage und Fertigung erleichtern und gleichzeitig weitere Vorteile bieten.

Die Lösung dieses Problems liegt nach der Erfindung in den kennzeichnenden Teilen gemäß Anspruch 1.

Dank der Erfindung erfolgt der Zusammenbau durch einfaches axiales Aufschieben des Kerns auf den Vorsprung und anschließende Montage des axial wir­ kenden elastischen Mittels, vorzugsweise in Form einer Tellerfeder.

Man wird bemerken, daß Kern und Becher leicht nach einem Formverfahren herzustellen sind, wobei der Hohlraum des Kerns zu diesem Zweck vorteilhafterwei­ se in Richtung der am Kern überstehenden Außenfläche erweitert ist.

Man wird verstehen, daß in einer ersten Ausführungs­ form zwischen den Seitenwänden des Bechers und dem Kern ein Luftpolster gebildet werden kann, wobei der Kern unter Beanspruchung durch das axial wirksame elastische Mittel am Boden des Bechers anliegt.

In einer zweiten Ausführungsform kann der Kern ge­ lenkig mit Hilfe von dazu passenden Kugelteilen und entgegen der von dem axial wirksamen elastischen Mittel ausgeübten Belastung am Becher angebracht sein, wobei der Vorsprung des Bechers mit einem Spiel durch das Loch der Wand des Kerns hindurch­ tritt, während zwischen dem Boden des Bechers und dem Boden des Kerns ein Luftpolster vorhanden ist.

Dank dieser Anordnung ist der Becher so angebracht, daß die Dichtigkeit zwischen Becher und zugehörigem Zylinder gewährleistet ist.

Man wird verstehen, daß die Gefahr einer Verkantung des Bechers im Zylinder dadurch verringert ist.

Die nachfolgende Beschreibung veranschaulicht bei­ spielhaft die Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die folgendes darstellen:

Fig. 1 ist eine allgemeine schematische Schnitt­ ansicht einer Bremse gemäß der Erfindung, wobei der Kolben einen Becher aufweist, der einen aus einem Stück bestehenden Kern aus Wärmeisoliermaterial auf­ nimmt.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt eines Kolbens nach der Erfindung für eine zweite Ausführungsvariante derselben.

Fig. 3 ist ein vergrößerter Längsschnitt des axial wirksamen elastischen Mittels aus Fig. 2.

Fig. 4 ist eine Teil-Vorderansicht dieser Feder­ scheibe.

In Fig. 1 sieht man eine Anwendung der Erfindung auf eine hydraulisch betätigte Scheibenbremse, ins­ besondere für Kraftfahrzeuge.

In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 10 die Scheibenbremse, die zwei einander gegenüberliegende Rotationsbahnen aufweist, die geeignet sind, zwei Reibelemente 12 A und 12 B durch Reibschluß aufzuneh­ men, welche aus Sicherungsblechen bestehen, die sich jeweils aus einem fest mit einer Metallstütze 14 verbundenen Reibmaterialbelag 13 zusammensetzen. Jedes Blech 12 A, 12 B schleift mit der freien Fläche des Belages 13, der der Stütze 14 gegenüberliegt, in der entsprechenden Reibbahn der Scheibe 10.

Über die Stütze 14 wird die Beanspruchung an jedes Blech 12 A, 12 B weitergegeben, um dieses an die Schei­ be 10 anzudrücken. Die Bremse enthält einen Bügel 16, der die Scheibe 10 bedeckt und worin die Bleche 12 A und 12 B angebracht sind.

Der Bügel 16 bildet den Körper eines Zylinders 17, worin gleitend ein mit der Ziffer 18 bezeichneter Ringkolben eingebaut ist.

Der Kolben 18 weist eine überstehende axiale Außen­ fläche 19 auf, die sogenannte überstehende Außenflä­ che, mittels derer er eine Schubkraft auf die Stütze 14 des Blechs 12 A ausüben kann.

Der Kolben 18 begrenzt im Zylinder 17 eine Antriebs­ kammer 20, die mit Hydraulikflüssigkeit, zum Bei­ spiel mit Öl, gefüllt ist. Bei 21 sieht man einen Kanal, der mit der Kammer 20 kommuniziert und durch den in der genannten Kammer 20 ein Druck erzeugt werden kann.

Der Bügel 16 weist ebenfalls eine Gegendruckfläche 22 auf, worauf sich die Stütze 14 des anderen Blechs 12 B abstützt.

Die Bleche 12 A und 12 B können somit unter der Schub­ wirkung des Kolbens 18, der gleitend im Zylinder 17 angebracht ist, als Reaktion auf eine Druckerzeugung in der Antriebskammer 20 an die Rotationsbahnen der Scheibe 10 angedrückt werden.

Der Kolben 18 enthält ein becherförmiges Ringstück 23 mit einer im Zylinder 17 eingreifenden zylindri­ schen Seitenwand 24 und einen Boden 25, angrenzend an die Antriebskammer 20. Hier besteht der Becher 23 aus Stahlguß. Bei einer Variante kann er aus Stahl oder einem anderen Material bestehen.

Der Kolben 18 enthält außerdem einen zylindrischen Ringkern 26 aus wärmeisolierendem Material, der we­ nigstens teilweise in dem Becher 23 angeordnet ist und an diesem vorspringt. Die Außenfläche 19 wird somit durch den Isolierkern 26 mit Ausnahme des Be­ chers 23 begrenzt.

Hier ist das Material für den Kern 26 ein Brems- Reibbelagsmaterial mit Fasern, Füllstoffen und Bin­ demittel, so daß der Kolben aus einem mechanisch widerstandsfähigen Material besteht.

Dieses Material enthält beispielsweise 30 Gew.-% Glasfasern oder Kohlenstoffasern, 50 Gew.-% minera­ lische Füllstoffe, wie z. B. Kalziumkarbonat und 20 Gew.-% eines Bindemittels, wie z. B. Phenolharz.

Der Kern 26 und der Becher 23 sind durch Verbin­ dungsmittel 100 zusammengekoppelt.

Gemäß der Erfindung weist der Boden 25 des Bechers 23 zur Herstellung von Verbindungsmitteln 100 in der Mitte einen Vorsprung 101 auf, während der Kern 26 in der Mitte einen Hohlraum 102 aufweist, der in Höhe der am Kern 26 überstehenden Außenfläche 19 einmündet und durch eine Wand 104 verschlossen ist, die den Boden des Hohlraums 102 bildet.

Der Vorsprung 101 des Bechers 23 tritt durch ein Loch 105 in der genannten Wand 104 hindurch. Am freien durchgehenden Ende 107 des genannten Vor­ sprungs 101 greift ein axial wirksames elastisches Mittel 106 ein und stützt sich gegen die Wand 104 an derjenigen Fläche ab, die dem Boden 25 gegenüber­ liegt, um den Kern 26 an den Becher 23 anzukoppeln.

Wie in dieser Fig. 1 zu sehen, steht der Boden des Kerns 26, der der Oberfläche 19 gegenüberliegt, mit dem Boden 25 des Bechers in Kontakt, während seine zylindrische Seitenwand einen Abstand zu der zylin­ drischen Wand 24 aufweist, so daß keine genauen Maße eingehalten werden müssen.

Das axial wirksame elastische Mittel besteht aus einer einfachen Tellerfeder 106, die mit dem Vor­ sprung 101 in Eingriff steht und sich an der Fläche der Wand 104, die dem Boden 25 gegenüberliegt, ab­ stützt.

Der Hohlraum 102 ist in Richtung der Fläche 19 er­ weitert, wobei der Kern 26 gepreßt ist und einen Kragen 110 besitzt, der die Stütze 14 berührt und der zwischen der genannten Stütze 14 und dem freien Ende 111 des Bechers 23 eingesetzt ist. Dieser Kra­ gen 110 liegt dem freien Ende 111 gegenüber. Zwi­ schen dem Kragen 110 und dem Ende 111 besteht ein axiales Spiel. Der Becher ist somit gut isoliert, wobei die Tellerfeder 106 den mit dem Boden 25 in Kontakt stehenden Kern 26 beansprucht. Der Vorsprung 101 ergänzt in seiner Form das Loch 105 und ist mit einem Montagespiel darin eingebaut. Er ist zylinder­ förmig und besitzt einen kreisförmigen Querschnitt.

Gemäß Fig. 2 berührt der Kern 26 das genannte freie Ende 211 des Bechers 23 mit einem Ansatzteil 210 und weist ein Endstück 311 auf, welches den genannten Teil 210 verlängert und in den Becher 23 eingreift. In diesem Falle besteht zwischen dem Kern 26 und dem Boden 25 ein axiales Spiel unter Bildung eines Luft­ polsters, wobei das axial wirksame elastische Mittel 106 den Kern 26, der mit dem freien Ende 111 in Kon­ takt steht, auf nachstehend beschriebene Weise bean­ sprucht.

In diesem Endstück 311 ist die Wand 104 vorgesehen, wobei der Teil 210 die Fläche 19 aufweist.

Man wird auch bemerken, daß dieser Teil 210 eine Rille zur Aufnahme einer (nicht dargestellten) Dich­ tung aufweist, die das Eindringen von Staub verhin­ dert.

Der Vorsprung 101 tritt mit einem Spiel durch das in der Wand 104 vorgesehene Loch 105 hindurch. Nach einem wichtigen Merkmal der Erfindung weist der Teil 210, um den Kontakt mit dem freien Ende 211 herzu­ stellen, eine Fläche 212 in Form eines Kugelanteils auf, und das Ende 211 weist eine Fläche 213 in Form eines diesen ergänzenden Kugelanteils auf.

In dieser Figur ist die Kugel schematisch als punk­ tierte Linie dargestellt. Hier ist die Fläche 212 konvex und die Fläche 213 konkav.

Dank dieser Anordnung und dank des in Höhe des Lo­ ches 105 vorhandenen Spiels ist der Kern 26 im Ver­ hältnis zum Becher 23 gelenkig beweglich, so daß die (in Fig. 1 bei 214 dargestellten) Dichtungsringe zwischen dem Zylinder 17 und dem Becher 23 vorhanden sind.

Der Vorsprung 101 wird mit Hilfe einer Überdicke 215 des Bodens 25 gebildet.

Wie schon zuvor, entsteht der Hohlraum 102 beim Pressen des Kerns 26. Die axial wirksamen elasti­ schen Mittel 106 bestehen aus einer Tellerfeder mit innen ausgezackter Peripherie zur Bildung von Klam­ mern 216, die mit dem Hauptteil der Scheibe 106 durch eine abgerundete Zone 217 für den punktuellen Kontakt mit der Wand 104 verbunden sind. Die Klam­ mern 216 können von Anfang an gebogen oder aber flach sein, wobei die Biegung beim Aufziehen der Scheibe 106 auf den Vorsprung 101 entsteht.

Natürlich kann der Kolben aus Fig. 1 mit der Schei­ be 106 versehen sein.

Man wird somit verstehen, daß zwischen dem Kern 26 und dem Becher 23 eine relative Bewegung möglich ist, wobei die Scheibe 106 eine Rückholfunktion erfüllt und die von ihr ausgeübte Kraft sich nach dem Anwendungszweck richtet.

Aufgrund dessen ist der Kolben 26 elastisch mit dem Becher 23 gekoppelt, so daß die auf den Becher 23 einwirkenden zusätzlichen Seiten- oder Tangential­ kräfte, die durch den Kontakt der Bleche 12 A, 12 B mit der Scheibe 10 und dem Kern 26 erzeugt werden, mini­ mal sind.

Wie somit aus der Beschreibung und den Zeichnungen hervorgeht, bewirkt die durch die Reibung entstehen­ de Wärme insbesondere dank dem Isolierkern keinen Anstieg der Temperatur der Hydraulikflüssigkeit in der Antriebskammer über einen Wert hinaus, bei dem die genannte Flüssigkeit ihre Eigenschaften und ihre Funktionswirkung einbüßen würde. In jedem Falle ist es möglich, statt dessen ein Luftpolster zu verwen­ den, welches eine Verminderung der Temperatur dieser Flüssigkeit begünstigt.

Der Kernhohlraum läßt ausreichend Material übrig, damit der Kern seine Funktion einwandfrei erfüllen kann.

Man wird bemerken, daß das freie Ende des Vorsprungs 101 abgefast ist, um den Einbau der Scheibe 106 zu erleichtern, die sich in dem genannten Vorsprung verankert.

Natürlich beschränkt sich die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele, insbesondere kann die Außenfläche 19 von einem Schild aus verschleißfestem Material bedeckt sein.

Der Querschnitt des Vorsprungs 101 kann quadratisch sein. In Fig. 2 kann der genannte Vorsprung unter Berücksichtigung des Spiels kegelstumpfförmig ausge­ bildet sein.

Die hydraulische Bremse kann eine Doppelscheiben­ ausführung sein, wie sie in der FR-A-23 14 399 be­ schrieben ist.

Claims (10)

1. Kolben für hydraulische Bremse, insbesondere für Kraftfahrzeuge, von der Art, die einerseits ein becherförmiges Stück (23) mit einem Boden (25) ent­ hält, welches in einen hydraulischen Bremszylinder (17) hineinpaßt, und andererseits einen Isolierkern (26) aus thermisch isolierendem Material, der wenig­ stens teilweise in den genannten Becher (23) ein­ greift und über diesen hinausragt, wobei der genann­ te Kern (26) an dem Becher (23) durch Verbindungs­ mittel (100) befestigt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Boden (25) des Bechers (23) zur Bildung der Verbindungsmittel (100) in der Mitte einen Vorsprung (101) aufweist, während der Kern (26) in der Mitte einen Hohlraum (102) auf­ weist, der in Höhe der am Kern (26) vorspringenden Außenfläche (19) einmündet und durch eine Wand (104) abgeschlossen wird, die den Boden des Hohlraums (102) bildet, daß der genannte Vorsprung (101) durch ein Loch (105) in der genannten Wand (104) hindurch verläuft und daß an dem freien, den genannten Vor­ sprung (101) durchquerenden Ende (107) ein axial angreifendes elastisches Mittel (106) befestigt ist und sich auf der genannten Wand (104) an derjenigen Fläche abstützt, die dem Boden (25) des Bechers gegenüberliegt, um den Kern (26) an den Becher (23) anzukoppeln.

2. Kolben nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß sich der Hohlraum (102) in Richtung auf die genannte überstehende Außenfläche (19) erweitert.

3. Kolben nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die axial wirksa­ men elastischen Mittel (106) einen Teil aufweisen, der eine Tellerfeder bildet.

4. Kolben nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Innenperipherie der genannten Tellerfeder (106) zur Bildung von Klammern (216) ausgezackt ist.

5. Kolben nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden des Kerns (26), der der genannten überste­ henden Fläche (19) gegenüberliegt, mit dem Boden (25) des Bechers (23) in Kontakt ist, während seine zylindrische Seitenwand einen Abstand zu der zylin­ drischen Wand (24) des Bechers (23) aufweist.

6. Kolben nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Kern (26) einen Kragen (110) gegenüber dem freien Ende (211) des Bechers (23) aufweist, wobei zwischen dem genannten Kragen (110) und dem genannten Ende (111) ein axia­ les Spiel vorhanden ist.

7. Kolben nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (101) mit einem Spiel durch das in der Wand (104) vorhandene Loch (105) hindurchtritt.

8. Kolben nach Anspruch 7, bei dem der Kern (26) einen Ansatzteil (210), der mit der genannten über­ stehenden Fläche (19) versehen ist, sowie ein in den Becher (23) eingreifendes Endstück (311) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (210) zur Herstellung des Kontakts mit dem freien Ende (211) eine Fläche (212) in Form eines Kugelanteils aufweist, während das freie Ende des Bechers eine Fläche (213) in Form eines Kugelanteils aufweist, der denjenigen der Fläche (212) des Teils (210) ergänzt.

9. Kolben nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die genannte Fläche (212) des Teils (210) konvex ist, während die ge­ nannte Fläche (213) des freien Endes (211) des Bechers konkav ist.

10. Hydraulische Bremse von der Art, die zwei Stücke (17, 18) im Verhältnis Zylinder/Kolben aufweist, welche eine Antriebskammer (20) begrenzen, da­ durch gekennzeichnet, daß darin ein Kolben (18) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 enthalten ist.