DE629031C

DE629031C - Dichtungshuelse fuer den Spreizzylinder einer hydraulischen Bremseinrichtung, insbesondere von Kraftfahrzeugen

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Publication number: DE629031C
Application number: DEW92583D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-09-05
Filing date: 1933-09-05
Publication date: 1936-04-21

Description

Die hydraulische Bremse nach der vorliegenden Erfindung mit einer besonderen Ausbildung einer Abdichtung als Gummihülse ist in erster Linie für Kraftfahrzeuge bestimmt und umfaßt die bekannten und gebräuchlichen Einzelteile mit einem ringförmigen Gehäuse, in welches Zylinder eingesetzt sind. In diesen Zylindern sind Kolben verschiebbar angeordnet, und die Kolben haben Ansätze, welche aus Öffnungen in den Böden der Zylinder heraustreten und durch diese Ansätze mit den Bremsbacken verbunden sind. Gegen die Innenflächen der Zylinder legen sich die Biegehäute, welche zwischen den Rändern der Zylinder und dem Mittelteil des ringförmigen Gehäuses festgeklemmt sind. Die Kolben haben je eine konkave innere Endfläche. Diese Endfläche ist gegen den nach auswärts gewölbten Boden der am Rand eingeklemmten topfartigen Biegehaut, welche die Dichtungshülse darstellt, gelegt. Das Neuheitliche ist nun darin zu sehen, daß der Krümmungshalbmesser am Boden der Biegehaut größer ist als der Halbmesser der zylindrischen Wandung, und die Verhältnisse in der Wandstärke der Teile, nämlich der Wand des zylindrischen Teiles bzw. des Bodens, sind so bemessen, daß bei Einschikkung des Druckmittels in das Innere des Zylinders der Boden sich unter Verschiebung des Kolbens nach auswärts biegt, während die zylindrische Wandung der Biegehaut sich von der Innenwandung des Zylinders abhebt.

Infolge dieser Anordnung werden die hydraulischen Drücke gleichförmig auf die inneren Enden der Kolben verteilt; eine Abscheuerung der Seitenwände der Dichtungshülse wird bei ihrer Ausdehnung dadurch vollständig vermieden. Die Ausstreckung in der Längsrichtung wird gleichförmig. Es findet eine freie Ausreckung statt, bei welcher eine Verzögerung in dieser Streckbewegung durch Reibung an den Seitenwänden des Zylinders vermieden wird. Wenn dann nach dem Anliegen der Bremsglieder an dem Flansch der Bremstrommel der Druck noch weiter gesteigert wird, so wird dadurch unter Durchbiegung des zylindrischen Teiles der Biegehaut der Raum des Bremszylinders vollständig ausgefüllt. Die Abdichtungshülse wird dann auch radial nach außen gegen die Innenwand des Zylinders gepreßt. Es findet dann aber entweder gar keine oder nur eine geringe Längsstreckung der Dichtungshülse statt.

Die Zeichnungen stellen ein Ausführungsbeispiel dar. ,-.

Abb. ι ist ein Schnitt durch die Bremstrommel und Ansicht der Bremseinrichtung im Innern derselben.

Abb. 2 zeigt in größerem Maßstab einen Längsschnitt durch den Spreizzylinder für die Bremsbacken, und

Abb. 3 ist ein Querschnitt nach 3-3 der Abb. 2.

Bei der beispielsweise gezeigten Bremseinrichtung ist die Bremstrommel 1 in beliebiger

Weise mit dem Rad verbunden, und im Innern befindet sich der Spreizzylinder 2, durch welchen die Bremsbacken 3 radial nach auswärts in Reibungseingriff mit dem Flansch der Trommel gedrängt werden. Die Bremsbacken 3 sind bei 4 an Bremshebel 5 angelenkt, welch letzteren unter Vermittlung der Zapfen 7 mit dem Bremsbackenträger 6 schwingbar verbunden sind. Diese Bremshebel 5 und die an sie angelenkten Bremsbacken 3 werden für gewöhnlich durch eine Feder 9, die mit dem einen Ende am unteren Ende der Bremshebel 5 und mit dem anderen Ende an der Bremsbacke 3 eingehakt ist, in einer Winkellage zueinander gehalten, die durch Einstellung der Schraube 8 bestimmt ist.

Jeder Bremshebel 5 wird an. seinem oberen Ende von einer Nachstellschraube 10 durchsetzt. Sie erstreckt sich durch eine Gewindebohrung des Hebels (Abb. 2), und ihr flachzylindrischer Kopf, der auf der inneren Seite des Hebels, liegt, ist gezahnt, damit die Drehung der Schraube Io zum Einstellen erleichtert wird. Die Schraube 10 wird in ihrer gewünschten Einstellung durch eine Feder 11' gesichert, die ebenfalls mit dem einen Ende in dem Bremshebel 5 verankert ist und mit einem abgebogenen Teil sich in eine Kerbe • am Ende der Schraube einlegt. Die Bremshebel und Bremsbacken werden für gewöhnlich in ihrer Abstandslage von dem Flansch der Bremstrommel" durch die in Abb. 1 gezeigte Schraubenfeder 13 gehalten, die an den beiden Hebeln 5 in der Nähe deren oberen Enden eingesetzt ist.

Der Spreizzylinder wird von einem in der Mitte gelegenen ringförmigen Gehäuse 14 ge- · halten, in das die offenen Enden zweier Zylinder 15 eingeschraubt sind. Das mittlere Gehäusei4 hat (vgl. insbesondere Abb. 3) zwei Ansätze i6' und VJ, welche in entsprechende Öffnungen 16', 17' des Bremsbackenträgers eingreifen und zur Sicherung des Gehäuses 14 in seiner Lage in dem Bremsbackenträger dienen. Abb. 3 zeigt. auch' die Anordnung einer Mutter 18, die um den Gewindeteil des Ansatzes 17 gelegt ist und dadurch das mittlere Gehäuse an dem Bremsbackenträger 6 festklemmt.

In jedem Zylinder 15 ist ein Kolben 13 verschiebbar angeordnet, und jeder Kolben hat an seinem äußeren Ende in der Mitte einen nach außen ragenden" Ansatz 20, der sich in einer Öffnung 21 im Boden des Zylinders 15 führt. Dieser Ansatz liegt an der Stirnfläche der Schraube 10 an und überträgt die nach auswärts gerichtete Bewegung der Kolben 19 auf die Bremshebel 5. Da die Ansätze 20 gerade gleitbar in die Öffnung 21 «ingepaßt sind, dienen sie nicht nur zur Führung der Kolben 19," sondern auch zum Abschluß der Zylinder und verhindern den Eintritt von Staub, Schmutz und anderen Fremdkörpern. In den Zylindern sind Biegehäute 22 vorgesehen, die sich gegen die Innenflächen der Kolben 19 legen und zweckmäßig aus Kautschuk hergestellt sind. Diese Biegehäute sind nach Art von Topfen ausgebildet und sind je mit einem Rand oder UmfanigsfLanscb. 23 von keilförmigem Querschnitt an ihrer öffnung versehen. Dieser Rand ist zwischen den nach einwärts" gerichteten Ringflansch 24 in der Mitte des Gehäuses 14 und gegen den ZyKnder 15 geklemmt. Der Keilwinkel des Randflansches 23 entspricht dabei dem Keilwinkel des Mittelflansches 24. Auf diese Weise werden die topfartigen Biegehäute flüssigkeitsdicht abgeschlossen. Kommt eine Druckflüssigkeit zur Einwirkung auf die Wände der Biegehaut, so wird dadurch die Klemmwirkung eher verstärkt. Der Flansch 23 wird radial nach allen Seiten hin nach außen gedrückt, und falls die Abdichtung vorher nicht eine vollständige sichere gewesen sein sollte, wird sie dadurch verbessert.

Nach Abb. 3 befindet sich in dem Ansatz 17 des Ringteiles 14 eine Bohrung 25, die mit der Leitung 26 für das Druckmittel in Verbindung steht. Der Mittelflansch 24 des Gehäuses 14 hat zwischen seinen Enden eine Ringnut 27, in welche diese Bohrung 25 mündet. Um nun- die Flüssigkeitsmenge, die in das Innere des Raumes zwischen die Biegehäute eingeführt werden muß, möglichst zu verringern, ist in dem durch diese Biegehäute begrenzten Raum ein Füllkörper 28 angeordnet. Er besteht aus Stahlblech und hat einen Ansatz, mit welchem er fest auf dem Mittelflansch 24 aufliegt. Gegenüber der Umfangsnut27 dieses Mittelflansches hat der Füllkörper 28 eine Einbeulung oder Vertiefung 29, wodurch eine Füllung des zwischen den Biegehäuten und dem Füllkörper 28 verbleibenden Raumes erleichtert wird.

Der andere Ansatz 16 des Gehäuses 14 hat ebenfalls eine Bohrung 30, die sich in der gleichen Ebene befindet wie die Nut 27. Diese Bohrung wird jedoch für gewöhnlich durch ein Ventil 31 abgeschlossen. Das Ventil 31 wird geöffnet, wenn es notwendig ist, Luft aus dem Raum um den Füllkörper herum entweichen zu lassen und damit eine vollständige Ausfüllung dieses Raumes mit der Druckflüssigkeit zu gestatten.

In dieser Anordnung stellt also der Spreizzylinder 2 eine Einheit 6άτ, die als solche fest auf dem Bremsbackenträger angebracht werden kann. Die Böden der Zylinder 15 begrenzen die Einwärtsbewegung der Bremshebel 5 und damit auch die Einwärtsbewegung der Bremsbacken 3. Diese Böden der Zylinder 15 dienen natürlich auch zur Begrenzung 4er

Auswärtsbewegung der Kolben 19 und damit auch zur Begrenzung der Formänderung der Biegehäute 22. Die Größe der Auswärtsbewegung dieser Biegehäute ist jedoch so gewählt,.

daß selbst bei Erreichung dieser Grenze die Elastizitätsgrenze des Werkstoffs der Biegehäute nicht erreicht wird.

Die Böden 22' der topfartigen Biegehäute sind gekrümmt, und zwar ist der Krümmungsradius größer als der Halbmesser der zylindrischen Seitenwände 22² dieser Biegehäute, während der Krümmungshalbmesser der Kantenabrundungen 22³ kleiner ist als der Krümmungshalbmesser in der Mitte der Böden. Die gewölbten Böden der Biegehäute haben demnach keine große Pfeilhöhe, und die Biegehäute sind auf ihrer ganzen Außenfläche gehörig unterstützt. Die Innenflächen der Kolben 19 sind ausgehöhlt, um sich den Außenflächen der Böden der Biegehäute 22 anzupassen. Zweckmäßig werden die Kolben 19 an ihren inneren Kanten, an welchen die zylindrische Umfangsfläche gegen die Bodenflache stößt, abgerundet, so daß die zylindrisehen Seitenwände der Biegehäute sich dicht an die Seitenwände der Zylinder 15 anschmiegen können, wenn die Kolben sich in den beiden Grenzlagen für ihre Bewegung befinden. Dabei werden die Biegehäute vor Abschürf- oder Schneidwirkungen durch die sonst scharfen Kanten der Kolben 19 geschützt.

Befinden sich die Teile in der Ruhelage für gelöste Bremsen und wird ein Druckmittel durch die Leitung 26 eingeschickt, so werden zuerst die Mittelteile der Böden 22¹ der Biegehäute nach auswärts gedrängt, und damit werden auch die Kolben 19 nach außen hin verschoben. Die Krümmung der Böden der Biegehäute ist nicht etwa halbkugelförmig, und die Einschiekung des Druckmittels hat das Bestreben, diese Biegehäute auf Halbkugelform zu bringen. Bei weiterer Auswärtsbewegung des Mittelteiles 22* der Biegehäute werden infolgedessen die Seitenwände 22² und auch die Ecken 22³ etwas nach innen hin zusammengezogen, so daß sie sich von den entsprechenden Utnfangswänden der Zylinder 15 und von der Randzone der Böden der Kolben 19 etwas abheben. Es ist dies in Abb. 2 gestrichelt angedeutet. Während also die Kolben 19 nach auswärts gestoßen werden, können die Biegehäute sich etwas strekken, so daß eine Reibung der zylindrischen Umfangswände 22² oder der Eckteile 22³ an den Zylinder wänden vermieden wird. Wenn die Auswärtsbewegung der Kolben 19 infolge des Eingriffs der Bremsbacken auf den Flansch einen Widerstand findet, so daß eine weitere Verschiebung der Kolben nach außen hin nicht mehr stattfinden kann, so wirkt das Druckmittel auf die Biegehäute derartig ein, daß die Eckteile 22³ und die Umfangswände 22² allmählich wieder gegen die Umfangswände der Zylinder 15 und gegen die Randzonen in der Aushöhlung der Kolben 19 angedrückt werden. Infolge dieser Bewegung der Biegehäute wird eine Abschürfung oder Abwetzung der Außenflächen vermieden, denn wenn auch nach der Begrenzung der Bewegung der Kolben der Druck aufrechterhalten wird, so ist die Bewegung, die durch diesen zusätzlichen Druck den Kolben und den Biegehäuten mitgeteilt wird, so gering, daß eine Beschädigung der Biegehaut ausgeschlossen ist.

Infolge der Streckung des zylindrischen Stückes der Biegehaut werden natürlich ihre Wände etwas dünner, und mit der Zunahme des Kolbenhubes verändert sich das "Verhältnis dieser Streckung zur ursprünglichen Dicke. Es ist dies von Vorteil aus den folgenden Gründen:

Bei dem Anziehen von hydraulischen Bremsen ist der Bremsdruck in unmittelbarem Verhältnis zu dem auf die Flüssigkeit ausgeübten Druck. Wenn nun der Bremsfußhebel zu leicht nachgibt, so wird bei einem verhältnismäßig geringen Druck auf den Fußhebel der Bremsanstellungsdruck häufig zu groß. Man hat deshalb oft unter diesen Bremsfußhebel verhältnismäßig starke Federn gesetzt und hat auch die Bremsbacken durch starke Federn in der Abstandslage gehalten, so daß selbst bei einem geringen Druck auf den Fußhebel ein plötzliches Anziehen der Bremse vermieden wird. Bei der Bremseinrichtung nach der Erfindung wird durch die Streckung der Wände der Biegehaut während des Anziehens dieser unterschiedlichen Wirkung des Druckes auf den Bremsfußhebel Rechnung getragen.

Bei der Rückbewegung der Bremseinrichtungen in ihre ursprüngliche Ruhelage findet nun das Umgekehrte statt. Auch hier findet vorübergehend eine Abhebung der zylindrischen Wände der Biegehäute und ihrer Kanten von den entsprechenden Wandungen der Zylinder 15 und der Kolben 19 statt, um Abschürfung oder Abwetzung zu vermeiden.

Zweckmäßig werden die Abmessungen der Biegehäute, Zylinder und sonstigen Glieder so gewählt, daß die Biegehäute 22 auch in der Ruhelage der Kolben 19, wie sie beispielsweise in Abb. 2 gezeigt ist, sich unter· Druck befinden, damit die Böden dieser Biegehäute sich dicht an die Hohlflächen der Kolben anschmiegen. Dadurch wird eine tote Bewegung der Biegehäute vermieden, und gleichzeitig wird der Einschluß von Luft in den Raum, der sonst zwischen Biegehaut und Hohlfläche des Kolbens entstehen könnte, vermieden.

Bei längeren Versuchen hat sich herausgestellt, daß eine Dicke der Biegehaut von ungefähr 3 mm für die Seitenwände und für die Böden der Biegehaut genügt.
Ein trockenes Schmiermittel, wie Graphit, in Staub- oder Flockenform, oder Glimmer, ist auf die Außenflächen der Biegehäute aufgebracht Dieses trockene Schmiermittel legt sich sowohl gegen den Kautschuk, aus welchem die Biegehäute erzeugt sind, als auch gegen das Metall, aus welchem die Zylinder 15 und die Kolben 19 bestehen.

Claims

Patentanspruch:

Dichtungshülse für den Spreizzylinder einer hydraulischen Bremseinrichtung, insbesondere von Kraftfahrzeugen, mit einem auf die Bremsbacke einwirkenden Kolben mit konkaver innerer Endfläche, welcher lose gegen den nach auswärts gewölbten Boden einer am Rande eingeklemmten topf artigen Biegehaut anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungshalbmesser am Boden der Biegehaut größer ist als der Halbmesser der zylindrischen Wandung und das Verhältnis der Wandstärke des zylindrischen Teiles zu der Wandstärke des Bodens derart bemessen ist, daß bei der Einschickung des Druckmittels in das Innere des Zylinders der Boden (22¹) sich unter Verschiebung des Kolbens (19) nach auswärts biegt, während die zylindrische Wandung (z2²) der Biegehaut sich von der Innenwandung des Zylinders (15) abhebt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen