Die Erfindung betrifft eine hydraulische Fahrradbremse mit
einer Bremsscheibe, einen die Bremsscheibe umgreifenden
Bremssattel, wenigstens einem im Bremssattel verschieblich
gelagerten Bremskolben und zwei Bremsbelägen sowie einem
Handhebel mit Hauptzylinder.The invention relates to a hydraulic bicycle brake
a brake disc, one encompassing the brake disc
Brake caliper, at least one displaceable in the brake caliper
mounted brake pistons and two brake pads and one
Hand lever with master cylinder.
Hydraulische Scheibenbremsen sind in einer Vielzahl bekannt.
Insbesondere im Bereich der Kraftfahrzeuge haben sich
Bremsscheiben aufgrund ihrer vielfältigen Vorteile
durchgesetzt. Derartige Scheibenbremsen sind jedoch nicht oder
nur bedingt übertragbar auf Fahrräder. Als nachteilig wird bei
den herkömmlichen Scheibenbremsen angesehen, daß die
Bremsbeläge nach dem Bremsvorgang zumindest eine gewisse Zeit,
mitunter jedoch auch permanent an der Bremsscheibe anstreifen.
Dies spielt bei motorisierten Fahrzeugen in der Regel eine
untergeordnete Rolle, ist jedoch bei Fahrrädern, die durch
Muskelkraft angetrieben werden, nicht akzeptabel. Hier müssen
die Bremsbeläge nach dem Bremsvorgang wenigstens so weit von
der Bremsscheibe entfernt werden, daß ein Anstreifen mit
Sicherheit vermieden wird. Als Problem zeigt sich hierbei
jedoch, daß bei der Einleitung des Bremsvorgangs die Beläge
über einen relativ weiten Weg in Richtung auf die Bremsscheibe
zugestellt werden müssen, bevor eine Verzögerung eintritt.
Dabei kann es vorkommen, daß für die Zustellung so viel
Hydraulikflüssigkeit aus dem Hauptzylinder benötigt wird, daß
für den Druckaufbau zum Anpressen der Bremsbeläge im System
nicht mehr genügend Flüssigkeit zur Verfügung steht. Außerdem
beansprucht der Zustellvorgang der Bremsbeläge auf die
Bremsscheibe eine nicht vernachlässigbare Zeitspanne.A large number of hydraulic disc brakes are known.
Especially in the field of motor vehicles
Brake discs due to their diverse advantages
enforced. However, such disc brakes are not or
only partially transferable to bicycles. The disadvantage of
the conventional disc brakes viewed that the
Brake pads at least for a certain time after braking,
but sometimes also rub against the brake disc permanently.
This usually plays a role in motorized vehicles
subordinate role, however, is in bicycles that pass through
Muscle power is not acceptable. Here must
the brake pads after the braking process at least as far from
be removed from the brake disc that rub against
Security is avoided. This is a problem
however, that when the braking process is initiated, the pads
over a relatively long way towards the brake disc
must be delivered before a delay occurs.
It can happen that so much for delivery
Hydraulic fluid from the master cylinder is needed that
for pressure build-up to press the brake pads in the system
not enough liquid is available. also
claims the delivery process of the brake pads on the
Brake disc a non-negligible amount of time.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
hydraulische Fahrradbremse bereitzustellen, bei der die
Bremsbeläge schnell in Richtung auf die Bremsscheibe
zugestellt werden und sich der Verbrauch an
Hydraulikflüssigkeit hierfür in Grenzen hält.The invention is therefore based on the object
to provide hydraulic bicycle brake, in which the
Brake pads quickly towards the brake disc
be delivered and the consumption
Hydraulic fluid for this limits.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß dem
Hauptzylinder ein Wegeventil nachgeschaltet ist, daß eine
Hydraulikleitung vom Wegeventil zum Bremssattel führt und daß
die andere Leitung vom Wegeventil in einen Druckraum eines
Arbeitszylinders mit einem Kolben mit einer großen Wirkfläche
führt, daß die dem Druckraum gegenüberliegende Seite des
Kolbens mit einem Stempel versehen ist, der eine kleine
Wirkfläche aufweist und daß der Druckraum dieser kleinen
Wirkfläche in die zum Bremssattel führende Hydraulikleitung
mündet.This object is achieved in that the
Master cylinder is a downstream valve that a
Hydraulic line from the directional valve leads to the brake caliper and that
the other line from the directional valve to a pressure chamber
Working cylinder with a piston with a large effective area
leads that the opposite side of the pressure chamber
Piston is stamped with a small
Has effective area and that the pressure chamber of this small
Effective area in the hydraulic line leading to the brake caliper
flows.
Die erfindungsgemäße hydraulische Fahrradbremse sieht also
vor, daß dem Hauptzylinder ein Wegeventil nachgeschaltet ist,
welches den Hauptzylinder entweder direkt mit dem Bremssattel
und somit dem bzw. den Bremskolben verbindet oder den
Hauptzylinder mit einem Arbeitszylinder verbindet. Dieser
Arbeitszylinder weist einen Kolben mit einer großen Wirkfläche
und einen Stempel mit einer kleinen Wirkfläche auf. Über den
Hauptzylinder wird der Kolben mit großer Wirkfläche an seiner
großen Wirkfläche angetrieben und dieser Kolben treibt den
Stempel mit kleiner Wirkfläche an. Es erfolgt also eine
Kraftverstärkung durch den Antrieb des Kolbens mit großer
Wirkfläche, wofür relativ viel Hydraulikflüssigkeit benötigt
wird. Dieser Kolben treibt den Stempel mit kleiner Wirkfläche
an, der in dessen Druckraum relativ wenig Hydraulikflüssigkeit
verdrängt. Dieser Arbeitszylinder bildet demnach einen
Kraftverstärker.
The hydraulic bicycle brake according to the invention therefore sees
before the master cylinder is followed by a directional valve,
which either directly connects the master cylinder to the caliper
and thus connects the brake piston (s) or the
Connects master cylinder with a working cylinder. This
Working cylinder has a piston with a large effective area
and a stamp with a small effective area. On the
The master cylinder becomes the piston with a large effective area on it
large effective area and this piston drives the
Stamp with a small effective area. So there is a
Power boost by driving the piston with great
Effective area for which a relatively large amount of hydraulic fluid is required
becomes. This piston drives the stamp with a small effective area
to the relatively little hydraulic fluid in its pressure chamber
repressed. This cylinder therefore forms one
Power booster.
Für die Zustellbewegung der Bremsbeläge in Richtung auf die
Bremsscheibe wird das Wegeventil so geschaltet, daß der
Hauptzylinder direkt mit dem Bremssattel hydraulisch verbunden
ist. Bei entsprechender Dimensionierung der Wirkflächen des
oder der Bremskolben können diese entsprechend schnell
zugestellt werden. Da hierfür in der Regel eine kleine
Wirkfläche gewählt wird, ist der dabei erzielte Druck auf die
Bremsscheibe für den Bremsvorgang jedoch nicht ausreichend
hoch. Auf jeden Fall erhöht sich jedoch bei der Anlage der
Bremsbeläge an der Bremsscheibe der Druck im Hydrauliksystem.
Aufgrund dieser Druckerhöhung wird das Umschaltventil
umgeschaltet, so daß nunmehr der Druckraum des Kolbens mit
großer Wirkfläche mit dem Hauptzylinder verbunden ist. Auf
diese Weise wird eine Kraftverstärkung erzielt. Diese
Verstärkung ist proportional zum Verhältnis von großer
Wirkfläche zu kleiner Wirkfläche im Arbeitszylinder. Auf diese
Weise können die Bremsbeläge mit hohem Druck an die
Bremsscheibe angepreßt werden. Bei einem Verhältnis der
Wirkflächen von 10 : 1 wird somit der im Hauptzylinder erzeugte
Druck auf den zehnfachen Wert erhöht.For the feed movement of the brake pads in the direction of the
Brake disc, the directional control valve is switched so that the
Master cylinder hydraulically connected directly to the brake caliper
is. With appropriate dimensioning of the effective areas of the
or the brake piston can do this quickly
be delivered. Since this is usually a small one
Active area is selected, the pressure achieved is on the
Brake disc is not sufficient for the braking process
high. In any case, however, the investment increases
Brake pads on the brake disc the pressure in the hydraulic system.
Due to this pressure increase, the changeover valve
switched so that now the pressure chamber of the piston with
large effective area is connected to the master cylinder. On
in this way a strengthening is achieved. These
Gain is proportional to the ratio of large
Effective area too small effective area in the working cylinder. To this
Way, the brake pads can be applied to the high pressure
Brake disc are pressed. At a ratio of
The effective area of 10: 1 is the one generated in the master cylinder
Pressure increased tenfold.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus
den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der
unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein besonders bevorzugtes
Ausführungsbeispiel im einzelnen erläutert ist.Further advantages, features and details result from
the subclaims and the description below, in which
a particularly preferred with reference to the drawing
Embodiment is explained in detail.
In der Zeichnung ist ein Hauptzylinder 1 dargestellt, dessen
Kolben 2 über einen nicht dargestellten Handhebel in Richtung
des Pfeils 3 in den Zylinder 1 eingeschoben wird. Dieser
Kolben 2 ist direkt oder indirekt mit einem
Rückstellmechanismus verbunden. An den Hauptzylinder 1
schließt sich ein Wegeventil 4 in Form eines Umschaltventils 5
an, welches mit einer Hydraulikleitung 6 und einem
Arbeitszylinder 7 verbunden ist. Die Hydraulikleitung 6
erstreckt sich in Richtung des Pfeils 8 und mündet in einen
Bremssattel, wo sie mit dem Druckraum wenigstens eines
Bremskolbens verbunden ist.In the drawing, a master cylinder 1 is shown, the piston 2 of which is inserted into the cylinder 1 in the direction of arrow 3 via a hand lever (not shown ) . This piston 2 is directly or indirectly connected to a reset mechanism. The master cylinder 1 is followed by a directional valve 4 in the form of a changeover valve 5 , which is connected to a hydraulic line 6 and a working cylinder 7 . The hydraulic line 6 extends in the direction of arrow 8 and opens into a brake caliper, where it is connected to the pressure chamber of at least one brake piston.
Im Arbeitszylinder 7 sind ein Kolben 9 und ein Stempel 10
verschieblich angeordnet und besitzen Druckräume 11 und 12,
wobei der Druckraum 11 mit dem Umschaltventil 5 und der
Druckraum 12 über ein Rückschlagventil 13 mit der
Hydraulikleitung 6 verbunden sind. Das Umschaltventil 5 ist so
ausgestaltet, daß es bei geringem Systemdruck den Druckraum 14
des Hauptzylinders 1 mit der Hydraulikleitung 6 und bei hohem
Systemdruck den Druckraum 14 mit dem Druckraum 11 verbindet.
Der Kolben 9 ist über Rückholeinrichtungen, z. B. Rückholfedern
15 in einer vorbestimmten zentralen Lage im Arbeitszylinder 7
gehalten. Außerdem weist der Stempel 10 Rückholfedern 16 auf.A piston 9 and a plunger 10 are arranged displaceably in the working cylinder 7 and have pressure chambers 11 and 12 , the pressure chamber 11 being connected to the changeover valve 5 and the pressure chamber 12 being connected to the hydraulic line 6 via a check valve 13 . The changeover valve 5 is designed such that it connects the pressure chamber 14 of the master cylinder 1 to the hydraulic line 6 at low system pressure and the pressure chamber 14 to the pressure chamber 11 at high system pressure. The piston 9 is via return devices, for. B. return springs 15 held in a predetermined central position in the working cylinder 7 . In addition, the stamp 10 has return springs 16 .
Zu Beginn eines Bremsvorganges wird die Hydraulikflüssigkeit
aus dem Druckraum 14 direkt in die Hydraulikleitung 6 in
Richtung des Pfeils 8 verdrängt, wobei nur ein geringer
Systemdruck herrscht. Bei diesem Vorgang werden die
Bremsbeläge in Richtung auf die Bremsscheibe zugestellt.
Sobald die Bremsbeläge an der Bremsscheibe anliegen erhöht
sich der Systemdruck und das Umschaltventil 5 verbindet den
Druckraum 14 mit dem Druckraum 11. Nunmehr werden der Kolben 9
und der Stempel 10 bewegt und es wird Hydraulikflüssigkeit aus
dem Druckraum 12 in Richtung des Rückschlagventils verdrängt.
Das Rückschlagventil 13 ist optional. Bei diesem Vorgang wird
der Bremsdruck im Verhältnis der Wirkfläche 17 des Kolbens 9
zur Wirkfläche 18 des Stempels 10 verstärkt. Mit diesem
erhöhten Bremsdruck werden die Bremsbeläge an die Bremsscheibe
angepreßt. Eine Zustellung der Bremsbeläge ist in diesem
Stadium nicht mehr erforderlich. Der Druckraum 11 ist außerdem
mit einem Abströmkanal 19 verbunden, der über ein
Absperrventil 20 verschließbar ist.At the beginning of a braking process, the hydraulic fluid is displaced from the pressure chamber 14 directly into the hydraulic line 6 in the direction of the arrow 8 , with only a low system pressure. During this process, the brake pads are fed towards the brake disc. As soon as the brake pads are in contact with the brake disc, the system pressure increases and the changeover valve 5 connects the pressure chamber 14 to the pressure chamber 11 . The piston 9 and the plunger 10 are now moved and hydraulic fluid is displaced from the pressure chamber 12 in the direction of the check valve. The check valve 13 is optional. During this process, the brake pressure is increased in the ratio of the active surface 17 of the piston 9 to the active surface 18 of the plunger 10 . With this increased brake pressure, the brake pads are pressed against the brake disc. It is no longer necessary to deliver the brake pads at this stage. The pressure chamber 11 is also connected to an outflow channel 19 which can be closed by a shut-off valve 20 .