DE3834420A1

DE3834420A1 - Piston

Info

Publication number: DE3834420A1
Application number: DE19883834420
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Hennemann; Hans-Dieter Leidecker
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: ITT Automotive Europe GmbH
Priority date: 1988-10-10
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1990-04-12

Abstract

The invention relates to a piston for a cylinder, in particular for a cylinder filled with a hydraulic medium, in a spot-type disc brake or wheel-brake cylinder, having a piston drum and a concave piston head, which has an outer, concave-shaped and an inner, concave-shaped head surface. According to the invention, the inner and the outer head surfaces (4, 5) are divided by sections into annular surface areas (4', 4'', 5', 14, 15, 16, 17, 42, 43, 46, 47, 64) and two surface areas (4', 5', 14, 15, 16, 17, 42, 43, 46, 47), lying opposite on the inner and the outer head surfaces (4, 5), are mirror-symmetrical relative to a section plane (Y, Z, 68), which stands perpendicularly on a rotational axis (8). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolben für einen Zylinder, insbesondere für einen mit einem hydraulischen Medium ge füllten Zylinder in einer Teilbelag-Scheibenbremse oder Radbremszylinder gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a piston for a cylinder, especially for one with a hydraulic medium filled cylinder in a partial-pad disc brake or Wheel brake cylinder according to the preamble of the claim 1.

Aus der DE-OS 29 02 083 ist ein Kolben für eine Scheiben bremse bekannt. Eine Stirnfläche eines größeren Abschnittes hat eine teilkugelige konkave Fläche mit einem erstem Krüm mungsradius und ein halbkugeliges Ende einer Blindbohrung hat einen zweiten Krümmungsradius.From DE-OS 29 02 083 is a piston for a disc brake known. An end face of a larger section has a partially spherical concave surface with a first bend radius and a hemispherical end of a blind hole has a second radius of curvature.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Kolbenmasse eines Kolbens zu verringern und damit Gewicht einzusparen. Des weiteren soll eine Verformung, insbesondere des Kolben bodens bei Belastung und damit ein Verklemmen bei Kolben vergrößerung oder eine schlechte Führung bei Kolbenverklei nerung vermieden werden.The invention has for its object the piston mass of a piston and thus save weight. Furthermore, a deformation, in particular of the piston floor under load and thus jamming with pistons enlargement or poor guidance with piston sticking be avoided.

Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des kenn zeichnenden Teils des Hauptanspruchs gelöst. Der Vorteil der Erfindung besteht also darin, daß, ausgehend von der Rotationsmitte des Kolbenbodens, radial nach außen die Wandstärke des Kolbenbodens gleichmäßig zunimmt. Die neu trale Achse des Querschnitts (Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, 13. Auflage, Neudruck 1974, erster Band, Sei te 363) erstreckt sich somit scheibenförmig nur in einer Ebene und ist identisch mit der Schnittebene, zu der die Bodenflächen spiegelsymmetrisch sind. Die neutrale Achse definiert eine neutrale Faser, die sich parallel zu einer radialen Koordinatenachse des Kolbens erstreckt. Ist eine neutrale Faser in einem Kolbenboden mit einem Bauch zu ei nem hydraulischen Medium hin gewölbt, so wird bei Druckmit telbeaufschlagung der Durchmesser des Kolbenbodens ver größert und der Kolben verklemmt in einer Zylinderbohrung. Ist eine neutrale Faser mit einem Tal gegenüber einem hy draulischen Medium gewölbt, so wird bei Druckbeaufschlagung durch das hydraulische Medium der Kolbendurchmesser ver kleinert und der Kolben bekommt zu viel Spiel und damit eine schlechte Führung. Vorteilhaft verläuft die neutrale Faser eines Kolbenbodens parallel zu der radialen Achse des Kolbens. Da die neutrale Faser sich bei Druckbeaufschlagung in ihrer Lage kaum verändert, tritt keine Verformung des Kolbens auf, so daß der Kolbendurchmesser sowohl der Kol bentrommel als auch des Kolbenbodens weitgehend gleich bleibt. Weder vergrößert noch verkleinert sich der Durch messer des Kolbenbodens.The task is characterized by the combination of characteristics of the drawing part of the main claim solved. The advantage The invention therefore consists in the fact that, starting from the Center of rotation of the piston crown, radially outwards Wall thickness of the piston crown increases evenly. The new central axis of the cross section (Dubbel, paperback for the Mechanical engineering, 13th edition, reprint 1974, first volume, Sei te 363) thus extends in a disc shape only in one Plane and is identical to the section plane to which the Floor surfaces are mirror symmetrical. The neutral axis defines a neutral fiber that runs parallel to one radial coordinate axis of the piston extends. Is a neutral fiber in a piston crown with a belly to egg nem hydraulic medium, so with Druckmit the diameter of the piston crown is ver enlarged and the piston jammed in a cylinder bore. Is a neutral fiber with a valley opposite a hy drained medium, so when pressurized by the hydraulic medium the piston diameter ver shrinks and the piston gets too much play and with it bad leadership. The neutral runs advantageously Fiber of a piston crown parallel to the radial axis of the Piston. Because the neutral fiber is under pressure hardly changed in position, there is no deformation of the Piston on, so that the piston diameter of both the Kol drum as well as the piston crown largely the same remains. The through neither increases nor decreases knife of the piston crown.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die ringförmigen Flächenbereiche der konkavförmigen Bodenflächen gekrümmt und weisen gleiche Krümmungsradien auf. Damit wird eine gleichmäßige Zunahme der Wandstärke erzielt, wobei sich die Zunahme der Wandstärke ausgehend von der Rotationsmitte ra dial nach außen erhöht.In an advantageous embodiment, the rings are Surface areas of the concave bottom surfaces curved and have the same radii of curvature. So that becomes a achieved uniform increase in wall thickness, the Increase in wall thickness starting from the center of rotation ra dial increased to the outside.

Vorteilhaft ist die innere Bodenfläche abschnittsweise in mehrere ringförmige Flächenbereiche unterteilt, so daß nicht nur ein, sondern mehrere verschiedene Krümmungsradien abschnittsweise Verwendung finden können. Dabei ist sicher zustellen, daß die sich auf der inneren und der äußeren Bo denfläche gegenüberliegenden Flächenbereiche gleiche Krüm mungsradien aufweisen.The inner bottom surface is advantageous in sections in divided several annular surface areas, so that not just one, but several different radii of curvature can be used in sections. It is safe to deliver that on the inner and outer Bo the same surface area opposite surface areas radii.

Vorteilhaft weisen die ringförmigen Flächenbereiche eine gerade Kontur auf, so daß eine einfache Bearbeitung der Flächenbereiche möglich ist. Die geraden Konturen zweier sich gegenüberliegender Flächenbereiche weisen einen Winkel gleicher Größe und unterschiedliche Vorzeichen zu der ra dialen Achse auf.The annular surface areas advantageously have a straight contour so that easy editing of the Area areas is possible. The straight contours of two opposing surface areas have an angle same size and different sign to the ra dial axis.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die innere Bodenfläche einen bogenförmigen Übergangsbereich mit kleinem Radius von 1-4 mm, insbesondere 2 mm zum Trom melboden auf, der nur einen geringen Teil der gesamten Bo denfläche ausmacht. Damit ist auf engem Raum eine bogenför mige Kontur zwischen Kolbenboden und Kolbentrommel be grenzt, so daß für den weitaus größeren Teil der Boden fläche gegenüberliegende ringförmige Flächenbereiche besser aufeinander abgestimmt werden können bzw. als Flächenbe reiche mit geraden Konturen ausgeführt sein können. Des weiteren wird Material eingespart, weil sich der Kolbenbo den in flacher Weise und geringer Wandstärke bis hin in den Übergangsbereich zwischen Boden und Trommel erstreckt und erst dort einen Krümmungsradius mit kleinem Radius auf weist.In an advantageous embodiment of the invention the inner floor surface an arcuate transition area with a small radius of 1-4 mm, in particular 2 mm to the drum melboden on which only a small part of the entire Bo accounts for the area. This makes an arc in a confined space contour between the piston crown and the piston drum borders, so that for the much larger part of the ground opposite annular surface areas better can be coordinated with each other or as a surface rich can be executed with straight contours. Of further material is saved because the piston assembly the flat and thin wall down to the Transition area between floor and drum extends and only there a radius of curvature with a small radius points.

In einer einfachen Ausgestaltung der Erfindung ist aus gehend von dem bogenförmigen Übergangsbereich bis zu einem Zentrum eine einzige ringförmige Fläche mit gerader Kontur vorgesehen, so daß sich damit eine einfache Bearbeitungs weise ergibt. Da für die Bearbeitung des Kolbens in vor teilhafter Weise Zentrierkegel vorgesehen sind, so kann sich diese Fläche nicht bis zu einer Rotationsmitte des Kolbenbodens, sondern nur bis zu einem Zentrum, also bis zum radial äußeren Durchmesser des Zentrierkegels er strecken.In a simple embodiment of the invention is from going from the arcuate transition area to one Center a single circular surface with a straight contour provided so that there is a simple editing wisely results. As for machining the piston in front Centering cones are provided in a partial manner, so can this surface does not extend to a center of rotation of the Piston crown, but only up to a center, i.e. up to to the radially outer diameter of the centering cone stretch.

In einer vorteilhaften Ausführung ist der mittlere Kolben bodenbereich zylinderförmig mit parallelen Stirnflächen ausgeführt, so daß eine einfache Bearbeitung, d.h. das An bringen der Zentrierkegel, möglich ist.In an advantageous embodiment, the middle piston floor area cylindrical with parallel faces carried out so that simple processing, i.e. the on bring the centering cone, is possible.

Nachfolgend sind vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Er findung anhand von Zeichnungen näher erläutert.Below are advantageous embodiments of the He invention explained in more detail with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Kolben in Schnittdarstellung mit einem kon kaven Boden, dessen innere und äußere konkave Bo denfläche zwei gleiche Krümmungsradien aufweist, Fig. 1 a piston in a sectional view with a kon kaven bottom the inner and outer concave Bo denfläche comprises two equal radii of curvature,

Fig. 2 einen Kolben in Schnittdarstellung, dessen innere konkave Bodenfläche zwei verschiedene Krümmungs radien aufweist, Fig. 2 has two different radii of curvature in a piston-sectional view, the inner concave bottom surface,

Fig. 3 einen Kolben in Schnittdarstellung, dessen innere Bodenfläche eine gerade Kontur aufweist, Figure 3 shows a piston in section, whose inner bottom face has a straight contour.,

Fig. 4 einen Kolben in Schnittdarstellung, dessen innere Bodenfläche zwei gerade Konturen aufweist, Fig. 4 a piston in section, whose inner bottom surface two straight contours,

Fig. 5 denselben Kolben in perspektivischer Darstellung und Fig. 5 the same piston in perspective and

Fig. 6 einen Kolben mit Innennut. Fig. 6 shows a piston with an internal groove.

Die in den Figuren dargestellten Kolben stimmen im wesent lichen überein. Die einander entsprechenden Bauteile der einzelnen Ausführungsbeispiele sind daher im folgenden mit gleichen Bezugsziffern versehen.The pistons shown in the figures are essentially correct agree. The corresponding components of the individual embodiments are therefore in the following provided with the same reference numbers.

Fig. 1 zeigt einen Kolben 1 für einen mit einem hy draulischen Medium gefüllten bzw. beaufschlagbaren Zylinder einer Teilbelag-Scheibenbremse oder Radbremszylinder einer Trommelbremse mit einer Kolbentrommel 2 und einem konkaven Kolbenboden 3. Der Kolbenboden 3 weist eine äußere konkav förmige Bodenfläche 4 und eine innere konkavförmige Boden fläche 5 auf. Die äußere Bodenfläche 4 weist einen Flächen bereich 4′ und eine Stirnfläche 4′′ auf und die innere Bo denfläche 5 einen Flächenbereich 5′. Der äußere und der in nere konkavförmige Flächenbereich 4′, 5′ weisen Krümmungs radien 6, 7 auf, die gleich groß sind. Der Kolben 1 ist ro tationssymmetrisch zu einer Rotationsachse 8. Der Kolben boden 3 erstreckt sich im wesentlichen in Richtung einer radialen Achse 9. Fig. 1 shows a piston 1 for a filled with a hy draulic medium or pressurizable cylinder of a spot-type disc brake, or the wheel brake cylinder of a drum brake with a piston drum 2 and a concave piston bottom 3. The piston crown 3 has an outer concave bottom surface 4 and an inner concave bottom surface 5 . The outer bottom surface 4 has a surface area 4 'and an end face 4 ''and the inner Bo denfläche 5 a surface area 5 '. The outer and in nere concave surface area 4 ', 5 ' have radii of curvature 6 , 7 , which are the same size. The piston 1 is rotationally symmetrical to an axis of rotation 8 . The piston bottom 3 extends essentially in the direction of a radial axis 9 .

Fig. 2 zeigt einen Kolben 1, dessen äußere Bodenfläche 4 zwei Krümmungsradien 10, 11 und dessen innere Bodenfläche 5 zwei Krümmungsradien 12, 13 aufweisen. Damit unterteilt sich die äußere Bodenfläche 4 in zwei ringförmig umlaufende Flächenbereiche 14, 15 und die innere Bodenfläche 5 in zwei ringförmig umlaufende Flächenbereiche 16, 17 mit gekrümmten Konturen 19, 20, 21, 22. Die sich auf der inneren und der äußeren Bodenfläche 4, 5 gegenüberliegenden Flächenbereiche 14, 16 weisen Konturen 20, 22 mit gleichen Krümmungsradien 11, 13 auf. Ebenso weisen die sich gegenüberliegenden Flächenbereiche 15, 17 Konturen 19, 21 mit gleichen Krüm mungsradien 10, 12 auf. Die Flächenbereiche 14, 16 weisen in radialer Richtung 9 gleiche Strecken 23 und gleiche über den Umfang verteilte Grenzpunkte 25 auf. Die Flächenbe reiche 15, 17 erstrecken sich über eine Strecke 24 und wei sen über den Umfang verteilte Grenzpunkte 25, 26 auf. Die äußere bzw. die innere konkavförmige Bodenfläche 4 bzw. 5 weist somit abschnittsweise ringförmige Flächenbereiche 14, 15 bzw. 16, 17 mit verschiedenen Krümmungsradien 10, 11 bzw. 12, 13 auf, wobei die Krümmungsradien 10, 12 und die Krümmungsradien 11, 13 gleich groß sind. Fig. 2 shows a piston 1, the outer bottom surface 4, two radii of curvature 10, 11 and whose inner bottom surface 5 are two radii of curvature 12, 13 have. In this way, the outer bottom surface 4 is divided into two annular peripheral areas 14 , 15 and the inner bottom surface 5 into two annular peripheral areas 16 , 17 with curved contours 19 , 20 , 21 , 22 . The surface areas 14 , 16 lying opposite one another on the inner and outer bottom surfaces 4 , 5 have contours 20 , 22 with the same radii of curvature 11 , 13 . Likewise, the opposing surface areas 15 , 17 contours 19 , 21 with the same radius of curvature 10 , 12 . The surface areas 14 , 16 have the same distances 23 in the radial direction 9 and the same boundary points 25 distributed over the circumference. The surface areas 15 , 17 extend over a distance 24 and white boundary points 25 , 26 distributed over the circumference. The outer or inner concave bottom surface 4 or 5 thus has sections of annular surface areas 14 , 15 or 16 , 17 with different radii of curvature 10 , 11 or 12 , 13 , the radii of curvature 10 , 12 and the radii of curvature 11 , 13 are the same size.

Fig. 3 zeigt einen Kolben 1 mit einer Kolbentrommel 2 und einem Boden 3. Die Flächenbereiche 14 und 16 weisen eine gerade Kontur 27 und 28 auf und der Flächenbereich 17 tritt nur als Kante 29 auf. Die äußere Bodenfläche 4 erstreckt sich mit ihrer geraden Kontur 27 bis zu einer äußeren Man telfläche 30. Der Kolben 1 ist von einem hydraulischen Me dium in Richtung 31 mit Druck beaufschlagbar. Die geraden Konturen 27, 28 weisen einen Winkel 31, 32 zu der radialen Achse 9 auf, so daß eine neutrale Faser 33 bis zu einem Ab stand 34 zu der Rotationsachse 8 parallel zur Radialachse 9 verläuft. Der Abstand 34 definiert den Eckpunkt 29, an dem der innere Flächenbereich 16 in eine innere Trommelfläche 35 übergeht. Der Kolben 1 weist eine Bodenwand 36 auf, de ren Stärke 37 in der Rotationsmitte 38 gegen Null geht. Fig. 3 shows a piston 1 with a piston drum 2 and a bottom 3. The surface areas 14 and 16 have a straight contour 27 and 28 and the surface area 17 only appears as an edge 29 . The outer bottom surface 4 extends with its straight contour 27 to an outer tel surface 30th The piston 1 can be acted upon by a hydraulic medium in the direction 31 with pressure. The straight contours 27 , 28 have an angle 31 , 32 to the radial axis 9 , so that a neutral fiber 33 was up to a 34 from the axis of rotation 8 parallel to the radial axis 9 . The distance 34 defines the corner point 29 at which the inner surface area 16 merges into an inner drum surface 35 . The piston 1 has a bottom wall 36 , de ren thickness 37 in the center of rotation 38 goes to zero.

Fig. 4 und 5 zeigen den Kolben 1 für den mit einem hy draulischen Medium gefüllten bzw. beaufschlagbaren Zylinder einer Teilbelag-Scheibenbremse oder Radbremszylinder einer Trommelbremse mit der Kolbentrommel 2 und dem Kolbenboden 3. Der Kolbenboden 3 weist die äußere Bodenfläche 4 und die innere Bodenfäche 5 auf. Der Kolbenboden 3 verjüngt sich radial von außen nach innen entlang der radialen Achse 9 in Richtung auf die Rotationsachse 8. Die Radialachse 9 und die Rotationsachse 8 sind senkrecht zueinander angeordnet. Der Kolben ist rotationssymmetrisch zu der Rotationsachse 8. Die Kolbentrommel 2 weist an einer einem Reibbelag zuge wandten Stirnfläche 39 und einer inneren Trommelfläche 35 eine Fase 40 auf. Des weiteren weist die Kolbentrommel 2 eine ringförmig umlaufende radial nach außen offene Nut 41 auf, in der das Ende einer Staubmanschette einsetzbar ist. Die äußere Bodenfläche 4 weist zwei ringförmig umlaufende Flächenbereiche 42 und 43 mit geraden Konturen 44, 45 auf. Diesen Flächen 42 und 43 liegen auf der inneren Bodenfläche 5 ringförmig umlaufende Flächenbereiche 46 und 47 mit gera den Konturen 48, 49 gegenüber. Die Flächenbereiche 42 und 46 weisen zu der radialen Achse 9 Winkel 50 und 51 verschie dener Vorzeichen auf, die gleich groß sind und etwa in der Größenordnung von 10° liegen. Die Flächenbereiche 43 und 47 sind unter einem Winkel von 0° gegenüber der radialen Achse 9 geneigt, d.h. sie sind parallel zu der radialen Achse 9. Zwischen den Flächenbereichen 42 und 43 und den Flächenbereichen 46 und 47 sind Grenzpunkte 52, 53 angeord net, die die jeweiligen Flächenbereiche begrenzen. Die Grenzpunkte 52 und 53 weisen den gleichen Abstand zu der Rotationsachse 7 auf. An einem weiteren Grenzpunkt 54, der den Flächenbereich 46 begrenzt, liegt ein bogenförmiger Übergangsbereich 55 mit einer bogenförmigen Kontur 56 mit kleinem Krümmungsradius 57 zur inneren Trommelfläche 35. Da die Flächenbereiche 42, 43, 46, 47 bis zum Umfangspunkt 54 unter dem gleichen Winkel zu der radialen Achse 9 geneigt sind und da die Flächen 42, 46 und 43, 47 einen gleichen Ab stand 58 und 59 zu der neutralen Faser 33 aufweisen, liegt die neutrale Faser 33 parallel zu der geraden radialen Achse 9, zumindest von einem Zentrum 60 bis zu dem Umfangs punkt 54. Auch in dem Übergangsbereich 55 verläuft die neu trale Faser 33 nahezu parallel zu der radialen Achse 9. In dem Zentrum 60 sind in der äußeren Bodenfläche 4 und der inneren Bodenfläche 5 Zentrierkegel 61, 62 angeordnet. Die Zentrierkegel 61, 62 dienen zur Bearbeitung des Kolbens 1. Die Bodenflächen 4, 5 sind konkav gewölbt, so daß bei Be lastung durch ein hydraulisches Medium gegen die Boden fläche 4 der Kolben 1 ein neutrales Durchmesserverhalten und eine geringere Festigkeitsbelastung bei Druckbeauf schlagung aufweist. Ein Abstand 63 von dem mittleren ring förmigen Flächenbereich 43 zu einer Kolbenboden-Stirnfläche 64 definiert einen abgestumpften Kegel mit mehreren Knicken, der mit einem hydraulischen Medium gefüllt ist. Dieses Volumen des Kegels ist gering, so daß hier nur eine geringe Menge an hydraulischem Medium notwendig ist. Durch diese Form des Kolbens 1 werden bis zu 10% Gewicht gegen über herkömmlichen Kolben eingespart. Gleichzeitig tritt durch die Lage der neutralen Faser eine bis zu 33% gerin gere Verformung gegenüber herkömmlichen Kolben auf, so daß ein Pedalweg der Bremse verringert ist. Eine Mindestwand stärke 37 zwischen den Flächenbereichen 43 und 47 ergibt sich aus der Druckdichtheit des Kolbens. Die Wandstärke 37 nimmt in Richtung der radialen Achse 9 mit zunehmender Be lastung zu, so daß sich, ausgehend von dem Zentrum 60, trapezförmige Schnittflächen 65, 66 mit geraden Konturen 44, 45, 48 und 49 ergeben, in denen die neutrale Faser 33 (bei zweidimensionaler Betrachtungsweise) abschnittsweise in den Schnittflächen 65, 66 parallel zu der radialen Achse 9 liegt. Achsen X, Y und Z entsprechen den Achsen 8 und 9 und einer zweiten radialen Achse 67. Die radiale Achse 9 definiert eine senkrecht auf der Rotationsachse 8 stehende Schnittebene 68. Ebenso wird diese Schnittebene 68 durch die Raumachsen Y und Z definiert. Wird diese Ebene 68 zu der Rotationsmitte 38 hin verschoben, weisen somit die Flächen bereiche 42, 43, 46, 47 den gleichen Abstand 58, 59 zu einer durch die Rotationsmitte 38 verlaufenden Spiegelschnitt ebenen 68′ auf, an denen die Flächenbereiche 42, 43, 46, 47 gespiegelt sind. FIGS. 4 and 5 show the piston 1 with a filled for the hy draulic medium or pressurizable cylinder of a spot-type disc brake, or the wheel brake cylinder of a drum brake with the piston barrel 2 and the piston bottom 3. The piston crown 3 has the outer bottom surface 4 and the inner bottom surface 5 . The piston crown 3 tapers radially from the outside inwards along the radial axis 9 in the direction of the axis of rotation 8 . The radial axis 9 and the axis of rotation 8 are arranged perpendicular to one another. The piston is rotationally symmetrical to the axis of rotation 8 . The piston drum 2 has a chamfer 40 on an end face 39 facing a friction lining and an inner drum surface 35 . Furthermore, the piston drum 2 has an annular circumferential groove 41 which is open radially and in which the end of a dust sleeve can be inserted. The outer bottom surface 4 has two annular circumferential surface areas 42 and 43 with straight contours 44 , 45 . These surfaces 42 and 43 lie on the inner bottom surface 5 in an annular circumferential area 46 and 47 with straight contours 48 , 49 opposite. The surface areas 42 and 46 to the radial axis 9 angles 50 and 51 different signs, which are of the same size and are approximately in the order of 10 °. The surface areas 43 and 47 are inclined at an angle of 0 ° with respect to the radial axis 9 , ie they are parallel to the radial axis 9 . Between the surface areas 42 and 43 and the surface areas 46 and 47 , boundary points 52 , 53 are arranged which limit the respective surface areas. The limit points 52 and 53 are at the same distance from the axis of rotation 7 . At a further boundary point 54 , which delimits the surface area 46 , there is an arcuate transition area 55 with an arcuate contour 56 with a small radius of curvature 57 to the inner drum surface 35 . Since the surface areas 42 , 43 , 46 , 47 are inclined up to the circumferential point 54 at the same angle to the radial axis 9 and since the surfaces 42 , 46 and 43 , 47 were the same 58 and 59 from the neutral fiber 33 , is the neutral fiber 33 parallel to the straight radial axis 9 , at least from a center 60 to the circumferential point 54th Also in the transition region 55 , the neutral fiber 33 runs almost parallel to the radial axis 9 . Centering cones 61 , 62 are arranged in the center 60 in the outer bottom surface 4 and the inner bottom surface 5 . The centering cone 61 , 62 are used to machine the piston 1 . The bottom surfaces 4 , 5 are concavely curved, so that when loading by a hydraulic medium against the bottom surface 4 of the piston 1 has a neutral diameter behavior and a lower strength load when pressurized. A distance 63 from the central ring-shaped surface area 43 to a piston crown end face 64 defines a truncated cone with several kinks, which is filled with a hydraulic medium. This volume of the cone is small, so that only a small amount of hydraulic medium is necessary here. This shape of the piston 1 saves up to 10% weight compared to conventional pistons. At the same time, the position of the neutral fiber causes up to 33% less deformation than conventional pistons, so that a pedal travel of the brake is reduced. A minimum wall thickness 37 between the surface areas 43 and 47 results from the pressure tightness of the piston. The wall thickness 37 increases in the direction of the radial axis 9 with increasing loading, so that, starting from the center 60 , trapezoidal cut surfaces 65 , 66 with straight contours 44 , 45 , 48 and 49 result, in which the neutral fiber 33 ( in two-dimensional view) is in sections in the cut surfaces 65 , 66 parallel to the radial axis 9 . Axes X , Y and Z correspond to axes 8 and 9 and a second radial axis 67 . The radial axis 9 defines a cutting plane 68 which is perpendicular to the axis of rotation 8 . This section plane 68 is likewise defined by the spatial axes Y and Z. If this plane 68 is shifted towards the center of rotation 38 , the surface areas 42 , 43 , 46 , 47 thus have the same distance 58 , 59 from a mirror section planes 68 'running through the center of rotation 38 , on which the surface regions 42 , 43 , 46 , 47 are mirrored.

Fig. 6 zeigt den Kolben 1 mit einer ringförmig umlaufenden Innennut 69, in der eine Kolbenfeder einhakbar ist, die ei nen Bremsbelag gegen den Kolben 1 verspannt. Fig. 6 shows the piston 1 with an annular circumferential inner groove 69 , in which a piston spring can be hooked, the egg NEN brake pad against the piston 1 .

BezugszeichenlisteReference symbol list

1 Kolben
2 Kolbentrommel
3 Kolbenboden
4 äußere Bodenfläche
4′ Flächenbereich
4′′ Stirnfläche
5 innere Bodenfläche
5′ Flächenbereich
6 Krümmungsradius
7 Krümmungsradius
8 Rotationsachse
9 radiale Achse
10 Krümmungsradius
11 Krümmungsradius
12 Krümmungsradius
13 Krümmungsradius
14 Flächenbereich
15 Flächenbereich
16 Flächenbereich
17 Flächenbereich
18 -
19 Kontur
20 Kontur
21 Kontur
22 Kontur
23 Strecke
24 Strecke
25 Grenzpunkt
26 Grenzpunkt
27 Kontur
28 Kontur
29 Kante
30 Mantelfläche
31 Winkel
32 Winkel
33 neutrale Faser
34 Abstand
35 Trommelfläche
36 Bodenwand
37 Stärke
38 Rotationsmitte
39 Stirnfläche
40 Fase
41 Manschettennut
42 Flächenbereich
43 Flächenbereich
44 Kontur
45 Kontur
46 Flächenbereich
47 Flächenbereich
48 Kontur
49 Kontur
50 Winkel
51 Winkel
52 Grenzpunkt
53 Grenzpunkt
54 Grenzpunkt
55 Übergangsbereich
56 Kontur
57 Krümmungsradius
58 Abstand
59 Abstand
60 Zentrum
61 Zentrierkegel
62 Zentrierkegel
63 Abstand
64 Stirnfläche
65 Trapez
66 Trapez
67 Achse
68 Schnittebene
68′ Spiegelschnittebene
69 Nut 1 piston
2 piston drums
3 piston crown
4 outer floor area
4 ′ area
4 ′ ′ end face
5 inner floor area
5 ′ area
6 radius of curvature
7 radius of curvature
8 axis of rotation
9 radial axis
10 radius of curvature
11 radius of curvature
12 radius of curvature
13 radius of curvature
14 surface area
15 surface area
16 surface area
17 surface area
18 -
19 contour
20 contour
21 contour
22 contour
23 route
24 route
25 limit point
26 limit point
27 contour
28 contour
29 edge
30 lateral surface
31 angles
32 angles
33 neutral fiber
34 distance
35 drum surface
36 bottom wall
37 strength
38 center of rotation
39 end face
40 chamfer
41 cuff groove
42 surface area
43 surface area
44 contour
45 contour
46 area
47 surface area
48 contour
49 contour
50 angles
51 angles
52 limit point
53 limit point
54 limit point
55 transition area
56 contour
57 radius of curvature
58 distance
59 distance
60 center
61 centering cone
62 centering cone
63 distance
64 end face
65 trapezoid
66 trapezoid
67 axis
68 cutting plane
68 ′ mirror section plane
69 groove

Claims

1. Piston for a cylinder, in particular for a cylinder filled with a hydraulic medium in a partial lining disc brake or wheel brake cylinder, with egg ner piston drum and a concave piston crown, which has an outer concave and an inner concave bottom surface, characterized in that divide the inner and outer bottom surface ( 4 , 5 ) in sections into annular surface areas ( 4 ', 4 '', 5 ', 14 , 15 , 16 , 17 , 42 , 43 , 46 , 47 , 64 ), two of which are on the inner and outer bottom surface ( 4 , 5 ) opposite surface areas ( 4 ', 5 ', 14 , 15 , 16 , 17 , 42 , 43 , 46 , 47 ) with respect to a perpendicular to a rotation axis ( 8 ) standing section planes ( Y , Z , 68 , 68 ') are mirror symmetrical.

2. Piston according to claim 1, characterized in that two opposite surface areas ( 4 ', 5 ', 14 , 15 , 16 , 17 ) have the same radii of curvature ( 6 , 7 , 10 , 11 , 12 , 13 ).

3. Piston according to claim 1 or 2, characterized in that the outer or the inner concave-shaped bottom surface ( 4 , 5 ) sectionally annular surface areas ( 13-16 ) with different radii of curvature ( 10 , 11 , 12 , 13 ) .

4. Piston according to claim 1, 2 or 3, characterized in that an annular surface area ( 14 , 16 , 42 , 43 , 46 , 47 ) has a straight contour ( 27 , 28 , 44 , 45 , 48 , 49 ).

5. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the inner bottom surface ( 5 ) has a transition region ( 55 ) to the piston drum ( 2 ) with a small radius of curvature ( 57 ).

6. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the inner bottom surface ( 5 ) between the arcuate transition region ( 55 ) or an edge ( 29 ) and a center ( 60 ) has a continuous annular surface region ( 16 ) with a radial contour ( 28 ).

7. Piston according to claim 6, characterized in that the center ( 60 ) has a centering cone ( 61 , 62 ).

8. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that a straight contour ( 49 ) of a central annular surface area ( 47 ) of the inner bottom surface ( 5 ) parallel to a straight contour ( 45 ) of a central annular surface area ( 43 ) of the outer Floor area ( 4 ).

9. Piston for a cylinder, in particular for a cylinder filled with a hydraulic medium in a partial lining disc brake or wheel brake cylinder, with a piston drum and a piston crown, which has an outer and an inner bottom surface and tapers towards an axis of rotation, thereby ge indicates that ring-shaped areas ( 14 , 16 , 42 , 43 , 46 , 47 ) of the bottom surfaces ( 4 , 5 ) are inclined at an equal angle ( 31 , 32 , 50 , 51 ) to a radial axis ( 9 ).

10. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that a neutral fiber ( 33 ) is in sections parallel to the radial axis ( 6 ).

11. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the inner Bo denfläche ( 5 ) from the arcuate transition region ( 55 ) or an edge ( 29 ) to a center ( 60 ) has an annular surface region ( 16 ), which is inclined at an angle ( 32 ) to the radial axis ( 9 ).

12. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the center ( 60 ) is identical to a center of rotation ( 38 ).

13. Piston according to one of the preceding claims, characterized in that the inner Bo denfläche ( 5 ) has a central annular area ( 47 ), which is parallel to the radial axis ( 9 ).