DE102021202443A1

DE102021202443A1 - Hydraulikgebervorrichtung für eine hydraulische Bremse oder Kupplung lenkergeführter Fahrzeuge und hydraulische Bremse eines lenkergeführten Fahrzeuges

Info

Publication number: DE102021202443A1
Application number: DE102021202443.2A
Authority: DE
Inventors: Michael Ruopp
Original assignee: Gustav Magenwirth GmbH and Co KG
Current assignee: Gustav Magenwirth GmbH and Co KG
Priority date: 2021-03-12
Filing date: 2021-03-12
Publication date: 2022-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikgebervorrichtung (1), insbesondere für eine hydraulische Bremse oder Kupplung lenkergeführter Fahrzeuge mit einem Hebel (70), der in einer Aufnahme (80) drehgelenkig angeordnet ist, einer Geberzylindereinheit (10), die in einem Lenkerrohr (20) des lenkergeführten Fahrzeugs anordbar ist und einen Geberzylinder (11), einen darin verschiebbar angeordneten Kolben (14) und eine an den Kolben (14) angreifende Kolbenstange (21) aufweist, und einer einen Sensor (36) und einen Signalgeber (40) umfassenden Anordnung zur Erfassung der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung, wobei der Signalgeber (40) an der Kolbenstange (21) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hydraulikgebervorrichtung für eine hydraulische Bremse oder Kupplung eines lenkergeführten Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und eine hydraulische Bremse oder Kupplung eines lenkergeführten Fahrzeugs.
Aus der DE 10 2019 206 753 A1 ist eine Hydraulikgebervorrichtung bekannt, die in einem Lenkerrohr angeordnet ist. Bei dieser Hydraulikgebervorrichtung ist ein Sensor und ein Signalgeber zur Erfassung der Stellung der Hydraulikgebervorrichtung vorgesehen. Damit kann beispielsweise bei einer hydraulischen Bremse die Betätigung der Bremse erfasst werden, damit geeignete Aktionen initiiert werden können, wie beispielsweise das Anschalten eines Bremslichtes und/oder das Abschalten eines Antriebs bzw. das Rückgewinnen von Bewegungsenergie durch Rekuperation. Da der Geberzylinder der bekannten Hydraulikgebervorrichtung in einem Lenkerrohr eines lenkergeführten Fahrzeugs angeordnet ist, ist der Signalgeber an der Verschiebeinrichtung bzw. an dem Druckstück und der Sensor außerhalb des Lenkerrohrs im Bereich der Aufnahme für den Hebel angeordnet. Das hat den Vorteil, dass die von dem Sensor abgehenden Leitungen so verlegt werden können, dass diese fern und durch das Lenkerrohr getrennt von den sich bei der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung bewegenden Teile verlegt werden können, so dass die Gefahr einer Beschädigung bei einer häufigen Betätigung gering ist. Die bekannte Vorrichtung hat aber den Nachteil, dass die von dem Sensor abgehenden Leitungen durch eine Öffnung in das Lenkerrohr geführt werden müssen, wenn eine Verlegung der Leitung in dem Lenker bzw. dem Rahmen des lenkergeführten Fahrzeugs erwünscht ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Hydraulikgebervorrichtung anzugeben, bei der der Sensor und der Signalgeber in dem Lenkerrohr ohne die Gefahr einer Beschädigung der von dem Sensor abgehenden Leitungen bei einer häufigen Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung gering ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Hydraulikgebervorrichtung gemäß den Merkmalen von einem der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen.
Gemäß einer Ausführung der Erfindung wird eine Hydraulikgebervorrichtung, insbesondere für eine hydraulische Bremse oder Kupplung lenkergeführter Fahrzeuge mit einem Hebel, der in einer Aufnahme drehgelenkig angeordnet ist, einer Geberzylindereinheit, die in einem Lenkerrohr des lenkergeführten Fahrzeugs anordbar ist und einen Geberzylinder, einen darin verschiebbar angeordneten Kolben und eine an den Kolben angreifende Kolbenstange aufweist, und einer einen Sensor und einen Signalgeber umfassenden Anordnung zur Erfassung der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung angegeben, wobei der Signalgeber an der Kolbenstange angeordnet ist.
Diese Ausführung der Erfindung hat den Vorteil, dass die Sensoreinrichtung ein sehr genaues und zuverlässiges Signal der Stellung der Hydraulikgebervorrichtung erfassen kann, weil der Signalgeber unmittelbar an der Kolbenstange angeordnet ist, die mit dem Kolben des Geberzylinders fest verbunden ist.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung des Signalgebers an der Kolbenstange besteht die Möglichkeit, die Hydraulikgebervorrichtung sehr genau zu kalibrieren, so dass die Erfassung der Betätigung für verschiedene Hydraulikgebervorrichtungen unabhängig von ihren Fertigungstoleranzen, die beispielsweise für die Geberzylindereinheit in der Summe bis zu 0,5 bis 2 mm betragen können, durch die Kalibrierung für den gleichen Betätigungsweg eingestellt werden kann. Nach der Fertigung der Hydraulikgebervorrichtung kann eine Probebetätigung der Hydraulikgebervorrichtung um einen bestimmten gewünschten Weg gemacht werden, d.h. beispielsweise einen Kolbenweg von 0,5 mm. Anschließend kann der Signalgeber mit seinen Befestigungsmitteln auf der Kolbenstange in diejenige Position geschoben werden, in der eine Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung durch den Senor festgestellt wird. Dann kann der Signalgeber in dieser Position an der Kolbenstange befestigt werden. Die Befestigung des Signalgebers an der Kolbenstange kann dabei bespielsweise durch Kleben, Klemmen, Verschrauben, UV-Aushärten eines Kunststoffes oder auf eine andere vorzugsweise der automatisierten Fertigung zugängliches Verfahren erfolgen. Bei Ausführungen der Erfindung, bei denen die Position des Signalgebers durch ein weiteres Bauteil, dass ggf. das Signal durch seine Magnetisierung verstärkt und ggf. durch Magnetkraft mit dem Signalgeber verbunden ist, definiert ist, kann dieses Bauteil an der Kolbenstange nach der Einstellung der gewünschten Position zur Kalibirierung befestigt werden. Vorzugsweise kann das Bauteil dabei mit einer Presspassung oder auf eine andere wie beispielsweise den oben genannten Verfahren zur Befestigung des Signalgebers an der Kolbenstange befestigt werden.
Erfindungsgemäß kann die Sensoreinrichtung dem Fachmann bekannte und geeignete Sensoren umfassen. Dabei kann ein Senor oder eine Kombination verschiedener oder gleicher Sensoren vorgesehen sein.
Erfindungsgekmäß kann der Sensor ein Hall-Sensor sein. Alternativ oder zusätzlich kann der Sensor einen Reedkontakt unmfassen. Ein Reedkontakt kann ausreichen, wenn nur eine An/Aus-Funktion geschaltet werden soll.
Die Kombination von Hall-Sensor und Reed-Kontakt kann sinnvoll sein, wenn die Stellung und eine An/Aus-Funktion erfasst erden soll, und/oder wenn die prinzipielle Funktion des Hall-Sensors durch eine Betätigt/Nicht-betätigt Erfassung im Rahmen einer Fahlerprüfung erfasst werden soll.
Gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung wird eine Hydraulikgebervorrichtung, insbesondere für eine hydraulische Bremse oder Kupplung lenkergeführter Fahrzeuge mit einem Hebel, der in einer Aufnahme drehgelenkig angeordnet ist, einer Geberzylindereinheit, die in einem Lenkerrohr des lenkergeführten Fahrzeugs anordbar ist und einen Geberzylinder, einen darin verschiebbar angeordneten Kolben und eine an den Kolben angreifende Kolbenstange aufweist, und einer einen Sensor und einen Signalgeber umfassenden Anordnung zur Erfassung der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung angegeben, wobei die Geberzylindereinheit eine Sensoraufnahme aufweist, und der Sensor in der Sensoraufnahme angeordnet ist.
Diese Ausführung der Erfindung hat den Vorteil, dass der Sensor innerhalb des Lenkerrohrs angeordnet und somit durch das Lenkerrohr geschützt ist. Gleichzeitig kann das von dem Sensor abgehende Kabel innerhalb des Lenkerohrs verlegt werden, wo es geschützt ist. Bei Versuchen hat sich überraschend herausgestellt, dass das Kabel trotz einer sehr häufigen Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung von mehr als 100.000 Betätigungen keine Beschädigungen durch die sich innerhalb des Lenkerrohrs in der Nähe des von dem Sensor abgehenden Kabels bewegenden Teile der Hydraulikgebervorrichtung erfahren hatte. Die vollständige Verlegung der Sensoreinrichtung einschließlich der Signalübertragungseinrichtung bzw. Kabel in das Lankerrohr hat den Vorteil, dass ausserhalb des Lenkerohrs und insbesondere in dem Bereich des Lenkerohrs, der beim Fahren des lenkergeführten Fahrzeugs vom Fahrer berührt wird, keine Kabel oder Teile vorhanden sind, die ansonsten beschädigt oder manipuliert werden könnten. Das ist insbesondere bei Leih- oder Mietfahrzeugen vorteilhaft, die von vielen verschiedenen Personen gefahren werden und besonders robust und zuverlässig ausgeführt werden müssen. Da keine Öffnung bzw. kein Durchbruch in dem Lenkerrohr für die Durchführung des Kabels bzw. der Signalübertragungseinrichtung erforderlich ist, reduziert sich die Gefahr eines Lenkerbruchs und das Lenkerrohr kann bei gleicher Stabilität leichter bzw. dünner ausgeführt werden.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber an der Kolbenstange angeordnet sein, wodurch sich bei der Kombination der beiden Ausführungen die oben genannten Vorteile beider Ausführungen ergeben.
Erfindungsgemäß kann eine Buchse an der Kolbenstange befestigt sein, die die Lage des Signalgebers definiert.
Erfindungsgemäß kann die Buchse an der Kolbenstange mit einer Presspassung befestigt sein.
Alternativ oder zusätzlich kann die Buchse an der Kolbenstange mit einem dem Fachmann bekannten Fügeverfahren befestigt sein, wie beispielsweise Kleben, Schweißen, Löten etc..
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber einen Magneten umfassen. Erfindungsgemäß kann dabei die Buchse vorzugsweise ein ferromagnetisches Material aufweisen. Das hat den Vorteil, dass der Signalgeber durch die magnetische Kraft zwischen dem Signalgeber und der Buchse an der Buchse haftet, die die Position des Signalgebers somit definiert. Gleichzeitig wird die räumliche Ausdehnung des Magnetfelds wegen der Magnetisierung der Buchse durch den daran haftenden Magneten des Signalgebers vergrößert, wodurch ein längerer Betätigungsweg der Hydraulikgebervorrichtung besser erfasst werden kann.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber durch magnetische Kraft an der Buchse gehalten werden. Das hat den Vorteil, dass weniger Teile benötigt werden, weil das Magnetfeld des Signalgebers eine Doppelfunktion aufweist, d.h. die Erfassung der Position der Kolbenstange durch die Sensoreinrichtung und die axiale Positionierung des Signalgebers an der Kolbenstange. Durch das Magnetfeld wird der Signalgeber fest und definiert an die Buchse gezogen, so dass der Signalgeber sich exakt mit der Kolbenstange bei der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung mitbewegt, so dass die Erfassung der Position des Signalgebers ein gutes Maß für den Betätigungsweg ist.
Erfindungsgemäß kann die Buchse ferritischen Edelstahl aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann der Signalgeber an der Kolbenstange mit einem dem Fachmann bekannten Fügeverfahren befestigt sein, wie beispielsweise Kleben, Schweißen, Löten etc.. Sicherung mit Schraube etc..
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber ohne eine Buchse an der Kolbenstange befestigt sein.
Erfindungsgemäß können die Kolbenstange und der Kolben einteilig ausgebildet sein.Erfindungsgemäß kann die Buchse die Kolbenstange umschließen und rutschfest mit der Kolbenstange verbunden sein.
Erfindungsgemäß kann die Kolbenstange austenitischen oder martensitischen Stahl aufweisen. Das hat den Vorteil, dass die Kolbenstange nur wenig oder praktisch gar nicht durch den Signalgeber magnetisiert wird und der Sensor die Stellung der Hydraulikgebervorrichtung gut erfassen kann.
Erfindungsgemäß kann die Kolbenstange an einem Ende als Ventilschließglied eines in dem Kolben vorgesehenen Zentralventils ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber einen Ringmagneten umfassen, der die Kolbenstange umschließt.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von zumindest 1 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von zumindest 2 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 10 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 8 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 6 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 5 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 4 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von ungefähr 3 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Kombination aus dem Signalgeber und der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse in Richtung der Kolbenstange eine Länge von zumindest 5 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Kombination aus dem Signalgeber und der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse in Richtung der Kolbenstange eine Länge von zumindest 7 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Kombination aus dem Signalgeber und der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 20 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Kombination aus dem Signalgeber und der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 15 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Kombination aus dem Signalgeber und der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als 12 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Kombination aus dem Signalgeber und der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse in Richtung der Kolbenstange eine Länge von ungefähr 10 mm aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als das 2-fache der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als das 1,5-fache der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als das 1-fache der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von weniger als das 0,75-fache der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von mehr als 1/10 der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von mahr als 1/8 der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von mehr als 1/6 der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von mehr als 1/4 der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Signalgeber in Richtung der Kolbenstange eine Länge von ungefähr 1/2 der Länge der mit diesem über Magnetkraft verbundenen magnetisierbaren Buchse aufweisen.
Erfindungsgemäß kann der Magnet ein Neodym-Magnet sein bzw. einen Neodym-Magneten umfassen.
Erfindungsgemäß kann die Sensoraufnahme mit der Geberzylindereinheit derart verbunden ist, dass das Lösen der Verbindung zwischen der Sensoraufnahme mit der Geberzylindereinheit durch das Lenkerrohr verhindert wird, wenn die Geberzylindereinheit mit der damit verbundenen Sensoraufnahme in dem Lenkerrohr angeordnet ist. Das hat den Vorteil, dass die relative Position zwischen Sensor und Signalgeber sich nicht mehr leicht verändern kann, weil sich die Verbindung zwischen Sensoraufnahme und Geberzylindereinheit nicht mehr leicht lösen läßt.
Erfindungsgemäß kann die Sensoraufnahme zumindest einen biegsamen Befestigungsarm mit einem Vorsprung aufweisen, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er bei der Verbindung der Sensoraufnahme mit der Geberzylindereinheit mit einem an der Geberzylindereinheit ausgebildeten Vorsprung in Eingriff bringbar ist.
Erfindungsgemäß kann die Kolbenstange derart als Zugstange bzw. Zugeinrichtung ausgebildet sein, dass bei Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung eine Zugkraft auf den Kolben des Geberzylinders ausgeübt wird.
Erfindungsgemäß kann die Hydraulikgebervorrichtung eine Verschiebeeinrichtung aufweisen, die in dem Lenkerrohr des lenkergeführten Fahrzeugs in Längsrichtung des Lenkerrohrs verschiebbar angeordnet ist. Erfindungsgemäß kann die Verschiebe-einrichtung dabei mit der Zugeinrichtung verbunden sein.
Erfindungsgemäß kann die Geberzylindereinheit einen Ausgleichsraum aufweisen.
Erfindungsgemäß kann die Kolbenstange als Ventilschließglied eines Ventils zum Schließen und Öffnen einer Verbindung zwischen dem Druckraum und dem Ausgleichsraum ausgebildet sein. Dabei kann das Ventil als Zentralventil ausgebildet sein, das in dem Kolben des Geberzylinders angeordnet ist.
Erfindungsgemäß kann der Sensor derart ausgebildet sein, dass er das Signal des entsprechenden Signalgebers kapazitiv, elektrisch, optoelektrisch, mechanisch und/oder akustisch, beispielsweise über Ultraschall erfassen kann.
Erfindungsgemäß kann bzw. können diese Ausführung(en) der erfindungsgemäßen Hydraulikgebervorrichtung entsprechend eines oder mehrerer der oben genannten Merkmale der anderen Ausführungen der Erfindungen ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß wird auch eine hydraulische Bremse bzw. hydraulische Kupplung bzw. hydraulische Fahrradbremse angegeben, wobei die hydraulische Bremse bzw. hydraulische Kupplung bzw. hydraulische Fahrradbremse eine oder mehrere der oben genannten erfindungsgemäßen Hydraulikgebervorrichtungen aufweist.
Erfindungsgemäß kann die hydraulische Fahrradbremse eine Scheibenbremse bzw. eine Felgenbremse sein.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele beschrieben. Dabei werden folgende Bezugszeichen verwendet:

1: Hydraulikgebervorrichtung
10: Geberzylindereinheit
11: Geberzylinder
12: Druckraum
13: Hydraulikleitungsanschluss
14: Kolben
15: Rückstellfeder
16: Vorsprung
17: Ausgleichsraum
18: Bund
19: Steg
20: Zugeinrichtung
21: Zugstange
22: Befestigungsabschnitt
23: Mitnahmeeinrichtung
24: Ventilschließglied
25: Zentralventil
26: Ventilfeder
30: Sensoraufnahme
31: Kabelaufnahme
32: Anschlusseinrichtung
33: Befestigungsarm

34: Vorsprung
35: Kabel
36: Sensor
40: Magnet
41: Buchse
42: Außendurchmesser Magnet
43: Innendurchmesser Magnet
44: Außendurchmesser Buchse
45: Innendurchmesser Buchse
50: Verschiebeeinrichtung
70: Hebel
71: Drehachse
80: Aufnahme
81: Schelle
90: Lenkerrohr
91: Öffnung

Figurenliste

1 zeigt eine Schnittansicht durch eine Ausführung einer Hydraulikgebervorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung.
2 zeigt eine Seitenansicht der Geberzylindereinheit der Hydraulikgebervorrichtung von 1 zur Anordnung in einem Lenkerrohr.
3 zeigt eine Ansicht der Geberzylindereinheit von 2 von unten.
4 zeigt eine Ansicht der Geberzylindereinheit von 2 von oben.
5 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Geberzylindereinheit von 2.
6 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Geberzylindereinheit von 2.
7 zeigt eine Explosionsdarstellung einer Geberzylindereinheit gemäß einer Ausführung der Erfindung als Seitenansicht.
8 zeigt eine Explosionsdarstellung der Geberzylindereinheit von 7 in perspektivischer Darstellung von schräg vorne oben.
9 zeigt eine Ansicht einer Geberzylindereinheit von 2.
10 zeigt eine Detailansicht der Geberzylindereinheit von 2 im Bereich X von 9.
11 zeigt eine Ansicht der Sensoraufnahme der Geberzylindereinheit von 2 oder 7 gesehen von der bezogen auf 12 rechten Seite.
12 zeigt eine Seitenansicht der Sensoraufnahme von 11.
13 zeigt eine perspektivische Ansicht der Sensoraufnahme von 11.
14 zeigt eine schematische Darstellung der Querschnitte des Magneten und der Zugstange erfindungsgemäßer Hydraulikgebervorrichtungen.
15 zeigt eine schematische Darstellung der Querschnitte der Buchse und der Zugstange erfindungsgemäßer Hydraulikgebervorrichtungen.
16 zeigt eine Schnittansicht durch eine Ausführung einer Hydraulikgebervorrichtung gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung.

Die 1 bis 6 und 9 bis 15 zeigen eine Ausführung einer Hydraulikgebervorrichtung gemäß einer Ausführung der Erfindung.
Die Hydraulikgebervorrichtung 1 ist eine Gebervorrichtung einer hydraulischen Fahrradbremse, beispielsweise einer hydraulischen Bremse bzw. einer hydraulischen Scheibenbremse oder hydraulischen Felgenbremse. Die Hydraulikgebervorrichtung 1 könnte auch die Gebervorrichtung einer hydraulischen Bremse bzw. Kupplung eines lenkergeführten Fahrzeugs, wie beispielsweise eines Motorrads sein. Dargestellt ist nur die hydraulische Gebervorrichtung ohne Hydraulikleitung, die zu einer nicht dargestellten hydraulischen Nehmervorrichtung führt und deren Aufbau dem Fachmann bekannt ist.
Die hydraulische Gebervorrichtung 1 umfasst eine Geberzylindereinheit 10, die in einem Lenkerrohr 90 des lenkergeführten Fahrzeuges angeordnet ist.
Das Lenkerrohr 90 umfasst eine Öffnung 91, durch die ein Druckstück 60 verläuft, das drehgelenkig an einer Aufnahme 80 angeordnet ist, die an dem Lenkerrohr 90 befestigt ist.
Die Hydraulikgebervorrichtung 1 umfasst einen Hebel 70, der an der Aufnahme 80 drehgelenkig angeordnet ist. Die Drehachse 71 für das Druckstück 60 und den Hebel 70 ist bei der dargestellten Ausführung identisch.
Optional kann eine Griffweitenverstelleinrichtung vorgesehen sein, mit der die Anfangsstellung des Hebels 70 in der Ruhestellung verändert werden kann.
Die Aufnahme 80 ist mit einer Schelle 81 an dem Lenkerrohr 90 befestigt. Ein optionaler Adapter kann an der Schelle 81 bzw. der Aufnahme 80 vorgesehen sein, um eine nicht dargestellte Schalteinrichtung aufnehmen zu können.
In dem Lenkerrohr 90 ist eine Verschiebeeinrichtung 50 vorgesehen, die in dem Lenkerrohr 90 entlang der Längsrichtung des Lenkerrohrs 20 verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebeinrichtung 50 kann als Kulisse ausgebildet sein. Die Verschiebeeinrichtung 50 umfasst einen Durchgang, in dem eine Zugeinrichtung 20 aufgenommen ist, und einen Durchgang, durch den eine nicht dargestellte Hydraulikleitung verlegt werden kann.
Die Verschiebeeinrichtung 50 kann in dem Lenkerrohr 90 gegen ein Verdrehen gesichert sein. Eine Verdrehsicherung kann deshalb wichtig sein, weil die Hydraulikleitung infolge von Verwindungen bei der Montage ein Drehmoment auf die Verschiebeeinrichtung 50 insbesondere dann ausüben könnte, wenn die Hydraulikleitung durch den dafür vorgesehenen Durchgang verlegt wird.
Bei der Betätigung des Hebels 70 wird das Druckstück 60 um die Drehachse 91 gedreht und verschiebt die Verschiebeeinrichtung 50 in Richtung Fahrzeugmitte, d.h. in 1 nach rechts. Bei der dargestellten Ausführung ist die Zugeinrichtung 20 als Kolbenstange 21 ausgebildet bzw. weist diese auf. Die Zugeinrichtung 20 weist eine Mitnahmeeinrichtung 23 auf, an dem die Verschiebeeinrichtung 50 angreift und die Zugeinrichtung 20 bei der Betätigung des Hebels 70 in 1 nach rechts verschiebt. An dem Ende der Kolbenstange 21 ist ein Befestigungsabschnitt 22 vorgesehen, der beispielsweise als Außengewinde ausgebildet ist, auf den die Mitnahmeeinrichtung 23 befestigt werden kann. Auf der dem Befestigungsabschnitt 22 gegenüberliegenden Seite weist die Kolbenstange 21 einen Befestigungsabschnitt auf, an dem der im Geberzylinder 11 verschiebbar angeordnete Kolben 14 befestigt ist. Bei der Betätigung des Hebels 70 wird der Kolben 14 entgegen der Kraft einer Rückstellfeder 15 in 1 nach rechts gezogen. Die Rückstellfeder 15 ist in dem Druckraum 12 des Geberzylinders 11 angeordnet.
Links von dem Geberzylinder 11 ist ein Ausgleichsraum 17 für Hydraulikfluid vorgesehen. Der Ausgleichsraum 17 wird nach außen durch die Geberzylindereinheit 10 begrenzt. In dem Ausgleichsraum 17 ist ein Balg vorgesehen, der das Hydraulikfluid in dem Ausgleichsraum 17 von einem Gas bzw. Luftvolumen zum Ausgleich von in den Druckraum 12 nachströmenden Hydraulikfluid trennt.
Außerhalb des Lenkerrohrs 90 kann ein Griffrohr vorgesehen sein, das beispielsweise aus einem elastischen Gummimaterial ausgebildet sein kann. Das Griffrohr kann fest auf dem Lenkerrohr 90 angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das Griffrohr Teil eines Drehgriffs sein.
Der Kolben 14 weist eine Dichtung auf, die bei der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 eine Verbindungsöffnung zwischen dem Druckraum 12 und dem Ausgleichsraum 17 überfährt, damit bei der weiteren Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 Druck in dem Druckraum zur Betätigung der nicht dargestellten Nehmervorrichtung aufgebaut werden kann.
Eine weitere Dichtung ist auf der Zugeinrichtung 20 vorgesehen und dichtet den Druckraum 12 gegen die Kolbenstange 21 der Zugeinrichtung 20 und damit den Innenraum des Lenkerrohrs 90 ab.
Bei der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 wird der Hebel 70 nach unten gedrückt, wodurch sich das Druckstück 60 um die Drehachse 71 entgegen der Verschiebeeinrichtung 50 bewegt wird und diese nach rechts schiebt. Dadurch wird die Zugeinrichtung 20 in 1 nach rechts bewegt und zieht den Kolben 14 in den Druckraum 12 des Hydraulikzylinders 11 (in 1 nach rechts). Dadurch baut sich ein Druck in dem Druckraum 12 auf, sobald die Verbindungsöffnung zwischen Druckraum und Ausgleichsraum von der Dichtung überfahren wird und Hydraulikfluid wird über den Hydraulikleitungsanschluss 13 in die nicht dargestellte Hydraulikleitung gepresst, die mit dem nicht dargestellten Hydrauliknehmer verbunden ist.
Die Hydraulikgebervorrichtung 1 weist eine Sensoreinrichtung zum Erfassen der Stellung und/oder Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 auf. Das Signal der Sensorvorrichtung kann beispielsweise dafür eingesetzt werden, die Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 anzuzeigen, indem das Aufleuchten eines Bremslichtes durch eine geeignete dem Fachmann bekannte Steuereinrichtung bewirkt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Erfassen der Stellung der Hydraulikgebervorrichtung 1 dazu benutzt werden, eine Rekuperationsvorrichtung einzuschalten, die das Bremsen unterstützt und gleichzeitig Energie in einen Speicher einspeist, der später zum Antrieb des Fahrzeugs verwendet werden kann. Die Rekuperationsvorrichtung kann beispielsweise eingeschaltet werden, sobald die Verbindung zwischen Druckraum 12 und Ausgleichsraum 17 unterbrochen wurde. Diese Funktion kann von dem Fahrer gezielt eingesetzt werden, um beispielsweise beim Bergabfahren eine reine Motorbremse durch die Rekuperation zu bewirken, und zwar bevor das Lüftspiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe bzw. Felge vollständig überfahren worden ist.
Bei der Ausführung der 1 bis 8 und 11 bis 15 umfasst die Sensoreinrichtung einen Wegsensor.
Auf der Kolbenstange 21 ist ein Signalgeber 40 angeordnet, der als Ringmagnet ausgebildet ist. Wie in 14 gezeigt, ist der Innendurchmesser 43 des Signalgebers 40 etwas größer als der Außendurchmesser 24 der Kolbenstange 21 der Zugeinrichtung 20, so dass der Ringmagnet leicht auf die Kolbenstange 21 geschoben werden kann. Die Positionierung des Signalgebers 40 erfolgt über eine Buchse 41, die auf der Kolbenstange 21 mittels einer Presspassung angeordnet wird, so dass der Innendurchmesser 45 der Buchse 41 dem Außendurchmesser 24 der Kolbenstange 21 entspricht und die Buchse 41 nicht mehr auf der Kolbenstange 21 verschoben werden kann. Vorzugsweise entspricht der Außendurchmesser 44 der Buchse 41 dem Außendurchmesser 42 des Signalgebers 40.
Die Buchse 41 weist vorzugswiese ein ferromagnetisches Material auf. Das hat den Vorteil, dass ein als Ringmagnet ausgebildeter Signalgeber 40 an der Buchse über die magnetische Kraft anhaftet und in einer festen Position durch die Buchse 41 auf der Kolbenstange gehalten wird. Gleichzeitig wird die Buchse 41 selbst magnetisiert, wodurch sich das magnetische Feld vergrößert und eine bessere und längere Erfassung der Bewegung der Kolbenstange 21 über die relative Lage von Signalgeber 40 und Sensor 36 erreicht wird.
Die Buchse 41 kann auch ein Material aufweisen, an dem der als Magnet ausgebildete Signalgeber über die magnetische Kraft anhaftet ohne die Buchse selbst soweit zu magnetisieren, dass sich das Magnetfeld im Vergleich zu dem Ringmagneten ohne Buchse stark verändert. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn der Ringmagnet eine größere Ausdehnung in der Betätigungsrichtung der Kolbenstange 21 aufweist, um eine gute Erfassung der Bewegung der Kolbenstange 21 in dem gewünschten Bereich sicherzustellen.
Ein Sensor 36 ist in einer Sensoraufnahme 30 aufgenommen, die an der Geberzylindereinheit befestigt ist.
In der Sensoraufnahme 30 ist der Sensor, wie in 6 gezeigt, der Sensor 36 aufgenommen, dessen Signal über ein vorzugsweise in einer Kabelaufnahme 31 aufgenommenes Kabel 35 und über eine optionale Anschlusseinrichtung 32 zu einem nicht gezeigten Steuergerät geleitet wird.
An der Sensoraufnahme 30 sind zwei Befestigungsarme 33 vorgesehen, an deren Ende jeweils ein Vorsprung 34 vorgesehen ist, der wie z.B. in 3 gezeigt, hinter einen Vorsprung 16 der Geberzylindereinheit 10 greift, um die die Sensoraufnahme 30 mit der Geberzylindereinheit 10 zu verbinden. Die Befestigungsarme 33 können nach außen gebogen werden, um die Verbindung zwischen der Geberzylindereinheit 10 und der Sensoraufnahme 30 zu schaffen bzw. zu lösen, wenn diese Teile nicht im Lenkerrohr 90 angeordnet sind. Wenn die Hydraulikgebervorrichtung 1 in dem Lenkerrohr 90 angeordnet ist, sind die Befestigungsarme 33 vorzugsweise derart dicht an der Innenwandung des Lenkerrohrs 90 angeordnet, dass die Befestigungsarme 33 bei einer Bewegung in Richtung Innenwandung des Lenkerrohrs 90 an die Innenwandung des Lenkerrohrs 90 stoßen, bevor die Vorsprünge 34 ihren Eingriff mit den Vorsprüngen 16 verlieren. Das hat den Vorteil, dass sich die Verbindung zwischen Sensoraufnahme 30 und Geberzylindereinheit 10 nicht mehr lösen kann, sobald die Hydraulikgebervorrichtung in das Lenkerrohr 90 eingeführt worden ist, so dass sichergestellt ist, dass die zuvor kalibrierte Sensoreinrichtung ein korrektes Signal weitergeben kann.
Der Sensor 36 erfasst den Weg, den die Kolbenstange 21 innerhalb des Lenkerrohrs 90 zurückgelegt hat. In Abhängigkeit der Geometrie des Geberzylinders wird die Kolbenstange 21 zunächst von der Ruhestellung ca. 2-3 mm in das Lenkerrohr 90 verschoben, bis die Verbindung zwischen dem Druckraum 12 und dem Ausgleichsraum 17 unterbrochen wird. Bei der weiteren Betätigung wird die Kolbenstange 21 weitere 5-6 mm in das Lenkerrohr 90 (in 1 nach rechts) verschoben, wobei das Lüftspiel zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe bzw. der Felge überfahren wird. In diesem Bereich der Teilbetätigung, d.h. nach der Trennung zwischen dem Druckraum 12 und dem Ausgleichsraum 17, aber vor dem Überfahren des Lüftspiels zwischen den Bremsbelägen und der Bremsscheibe bzw. der Felge, d.h. vor dem Einsetzen der Bremswirkung, kann es vorteilhaft sein, bereits eine leichte Bremswirkung zu bewirken, wenn das Fahrzeug über einen Elektroantrieb verfügt. Das Signal der Sensoreinrichtung kann dann verwendet werden, die Rekuperation einzuschalten, die eine Bremswirkung umfasst und gleichzeitig die Bremsenergie in das System zurückführen kann, um den Energiespeicher aufzuladen. Auch bei einer Vollbetätigung mit einer Bremswirkung durch die Hydraulikvorrichtung kann eine Unterstützung der Bremse durch das Einschalten der Rekuperation vorteilhaft bzw. wünschenswert sein.
Zusätzlich oder alternativ zu der Sensoreinrichtung zum Erfassen der Stellung und/oder Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung 1 kann die Erfassung des Drucks in dem Druckraum 12 herangezogen werden. Beispielsweise kann die Rekuperationsvorrichtung eingeschaltet werden, sobald der Druck in dem Druckraum 12 einen bestimmten Schwellwert überschreitet. Das Überschreiten des Schwellwerts kann anzeigen, dass eine Bremswirkung durch die Hydraulikgebervorrichtung 1 erreicht wird. Auch dieser Wert kann beispielsweise verwendet werden, um ein Bremslicht anzuschalten bzw. bei Unterschreiten eines etwas kleineren Schwellwerts wieder auszuschalten. Die Rekuperation kann ebenfalls bei Unterschreiten eines kleineren Schwellwerts ausgeschaltet werden, der etwas kleiner als der für das Einschalten verwendete Schwellwert ist. Alternativ oder zusätzlich kann das Ausschalten auch bei Erreichen der Ruhestellung bewirkt werden.
Die 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführung der Erfindung, die im Wesentlichen der Ausführung der 1 bis 6 und 9 bis 15 entspricht, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale bzw. Bauteile entsprechen. Im Folgenden werden daher nur die Unterschiede beschrieben und im Übrigen auf die Zeichnungen und Beschreibung der anderen Ausführung verwiesen. Bei dieser Ausführung sind der Signalgeber 40 und die Buchse 41 auf der Kolbenstange in umgekehrter Reihenfolge angeordnet, d.h. dass die Buchse 41 näher an dem Kolben 14 der Geberzylindereinheit 10 als der Signalgeber 40 angeordnet ist. Mit anderen Worten ist der Signalgeber 40 an der dem Kolben 14 abgewandten Seite der Buchse 41 angeordnet.
16 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung, die im Wesentlichen den Ausführungen der 1 bis 15entspricht, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale bzw. Bauteile entsprechen. Im Folgenden werden daher nur die Unterschiede beschrieben und im Übrigen auf die Zeichnungen und Beschreibung der anderen Ausführungen verwiesen. Bei dieser Ausführung ist die Kolbenstange 21 an einem Ende als Ventilschließglied 24 eines Zentralventils 25ausgebildet.
Bei dieser Ausführung ist die Zugeinrichtung 20 in Kombination mit dem Ausgleichsraum 17 vorgesehen, der mit dem Druckraum 12 über das Zentralventil 25 in Verbindung gebracht werden kann, wenn die Hydraulikgebervorrichtung nicht betätigt wird. Das Zentralventil 25 ist in dem Kolben 14 vorgesehen. Das Ende der Kolbenstange 21 der Zugeinrichtung 20 ist in einem Durchgang angeordnet, der sich durch den Kolben 14 erstreckt. Eine Ventilfeder 26 drückt das Ventilschließglied 24, das durch den Kopf der Kolbenstange 21 gebildet wird, aus dem Ventilsitz, der an dem Kolben 14 ausgebildet ist. Wenn die Hydraulikgebervorrichtung nicht betätigt ist, ist daher das Zentralventil 25 geöffnet und schafft eine Verbindung zwischen dem Druckraum 12 und dem Ausgleichsraum 17. Bei Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung wird der Kopf der Kolbenstange 21 in den Ventilsitz des Zentralventils 25 gedrückt, so dass die Verbindung zwischen Druckraum 12 und Ausgleichsraum 17 unterbrochen wird.Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Ansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Ansprüche und die vorstehende Beschreibung „erste“ und „zweite“ Ausführungsformen definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Ausführungsformen, ohne eine Rangfolge festzulegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019206753 A1 [0002]

Claims

Hydraulikgebervorrichtung (1), insbesondere für eine hydraulische Bremse oder Kupplung lenkergeführter Fahrzeuge mit einem Hebel (70), der in einer Aufnahme (80) drehgelenkig angeordnet ist, einer Geberzylindereinheit (10), die in einem Lenkerrohr (20) des lenkergeführten Fahrzeugs anordbar ist und einen Geberzylinder (11), einen darin verschiebbar angeordneten Kolben (14) und eine an den Kolben (14) angreifende Kolbenstange (21) aufweist, und einer einen Sensor (36) und einen Signalgeber (40) umfassenden Anordnung zur Erfassung der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (40) an der Kolbenstange (21) angeordnet ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) insbesondere nach Anspruch 1, insbesondere für eine hydraulische Bremse oder Kupplung lenkergeführter Fahrzeuge mit einem Hebel (70), der in einer Aufnahme (80) drehgelenkig angeordnet ist, einer Geberzylindereinheit (10), die in einem Lenkerrohr (20) des lenkergeführten Fahrzeugs anordbar ist und einen Geberzylinder (11), einen darin verschiebbar angeordneten Kolben (14) und eine an den Kolben (14) angreifende Kolbenstange (21) aufweist, und einer einen Sensor (36) und einen Signalgeber (40) umfassenden Anordnung zur Erfassung der Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Geberzylindereinheit (10) eine Sensoraufnahme (30) aufweist, und der Sensor (36) in der Sensoraufnahme (30) angeordnet ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Buchse (41) an der Kolbenstange (21) befestigt ist, die die Lage des Signalgebers (40) definiert.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (41) an der Kolbenstange (21) mit einer Presspassung befestigt ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (40) einen Magneten umfasst, und die Buchse (41) ein ferromagnetisches Material aufweist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, die Buchse (41) die Kolbenstange (21) umschließt und rutschfest mit der Kolbenstange (21) verbunden ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, die Kolbenstange (21) austenitischen oder martensitischen Stahl aufweist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (21) an einem Ende als Ventilschließglied (24) eines in dem Kolben (14) vorgesehenen Zentralventils (25) ausgebildet ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (40) einen Ringmagneten umfasst, der die Kolbenstange (21) umschließt.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (30) mit der Geberzylindereinheit (10) derart verbunden ist, dass das Lösen der Verbindung zwischen der Sensoraufnahme (30) mit der Geberzylindereinheit (10) durch das Lenkerrohr (90) verhindert wird, wenn die Geberzylindereinheit (10) mit der damit verbundenen Sensoraufnahme in dem Lenkerrohr (90) angeordnet ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoraufnahme (30) zumindest einen biegsamen Befestigungsarm (33) mit einem Vorsprung (34) aufweist, der derart angeordnet und ausgebildet ist, dass er bei der Verbindung der Sensoraufnahme (30) mit der Geberzylindereinheit (10) mit einem an der Geberzylindereinheit (10) ausgebildeten Vorsprung (16) in Eingriff bringbar ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (21) derart als Zugeinrichtung (20) ausgebildet ist, dass bei Betätigung der Hydraulikgebervorrichtung (1) eine Zugkraft auf den Kolben (14) des Geberzylinders (11) ausgeübt wird.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hydraulikgebervorrichtung (1) eine Verschiebeeinrichtung (50) aufweist, die in dem Lenkerrohr (90) des lenkergeführten Fahrzeugs in Längsrichtung des Lenkerrohrs (90) verschiebbar angeordnet ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung (50) mit der Zugeinrichtung (20) verbunden ist.
Hydraulikgebervorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Geberzylindereinheit (10) einen Ausgleichsraum (17) aufweist.