DE2847562A1

DE2847562A1 - Bremskraftregler fuer ein hydraulisches motorrad-bremssystem

Info

Publication number: DE2847562A1
Application number: DE19782847562
Authority: DE
Inventors: Volker Dipl Ing Berisch
Original assignee: Alfred Teves GmbH
Current assignee: Continental Teves AG and Co oHG
Priority date: 1977-09-26
Filing date: 1978-11-02
Publication date: 1980-05-08
Also published as: JPS5563949A; JPS602221B2; DE2847562C2; JPS5830192B2; US4174867A; JPS5451151A; US4274518A

Description

ALFRED TEVES GMBH * 3' 25. Oktober 1978 Frankfurt am Main · ZL/Ri/Zi

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V. Berisch - 3

Bremskraftregler für ein hydraulisches

Motorrad-Bremssystem (Zusatz zu Patentanmeldung P 2743204.8)

Die Erfindung bezieht sich auf einen Bremskraftregler für ein hydraulisches Motorrad-Bremssystem/ bei dem von einem Fußhauptzylinder eine Hinterradbremse und eine Vorderradbremse und mittels eines Handhauptzylinders eine weitere Vorderradbremse druckbeaufschlagbar sind und bei dem ein die Druckbeaufschlagung der Hinterradbremse in Abhängigkeit vom mit dem Handhauptzylinder erzeugten Druck von dem Bremskraftregler minderbar ist, wobei der Bremskraftregler einen gegen die Kraft einer Steuerfeder verschiebbaren Stufenkolben hat, dessen größere Wirkfläche vom Fußhauptzylinder druckbeaufschlagbar und dessen kleinere Wirkfläche vom Druck in der Hinterradbremse öruckbeaufschlagbar ist, und der Stufenkolben ein Ventil aufweist, welches durch Verschiebung des Stufenkolben gegen die Kraft der Steuerfeder zur Unterbrechung der Druckmittelverbindung vom Fußhauptzylinder zu der Hinterradbremse verschließbar ist.

Aus der DE-OS 25 58 825 ist ein Bremskraftregler bekannt, der üblichen Bremskraftreglern für Personenkraftwagen ähnelt. Bei diesem Bremskraftregler wird durch Betätigung des Fußhauptzylinders zunächst einer Vorderradbremse ungemindert und der Hinterradbremse gemindert Druck zugeführt. Wird zusätzlich der Handhauptzylinder betätigt, so wirkt der hiermit

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erzeugte Druck der Steuerkraft des Bremskraftreglers entgegen, so daß dieser nicht stärker den Druck der Hinterradbremse mindert als wenn nur der Fußhauptzylinder betätigt würde. Der Bremskraftregler ist dabei so gestaltet, daß der Verschiebeweg seines Stufenkolbens ausreicht, um durch Erhöhung des Druckes einer Vorderradbremse den Druck in der Hinterradbremse zu erniedrigen.

Der vorbekannte Bremskraftregler hat den fuktionellen Nachteil, daß sich sein Stufenkolben auch dann verschieben kann, wenn ausschließlich mit dem Handhauptzylinder Druck aufgebaut wird, wenn also ausschließlich die auf das Vorderrad wirkende Handbremse betätigt wird. Durch die Verschiebung des Stufenkolbens wird Druckmittel aus der Hinterradbremse angesaugt. Es bildet sich ein Unterdruck in der Hinterradbremse, wodurch Luft und Verunreinigungen angesaugt werden können, was zu einem Versagen der Bremsen führen kann.

Dieser Nachteil wird durch den Gegenstand des Hauptpatentes beseitigt. Dabei wirkt der vom Handhauptzylinder erzeugte Druck auf einen Kolben, der auch als Ventilschiießglied dient. Dieser Kolben wird bei Betätigung des Handhauptzylinders in Ventilschließrichtung belastet und der Ventilsitz ist großen mechanischen Kräften ausgesetzt, da über das Ventilschließglied und den Ventilsitz die gesamte Kraft, die notwendig ist, um den Stufenkolben gegen den in der vom Fußhauptzylinder beaufschlagten Vorderradbremse herrschenden Druck zu verschieben, auf den Stufenkolben übertragen werden muß. Außerdem kann beim Gegenstand des Hauptpatentes der Querschnitt des vom Handhauptzylinder beaufschlagten Kolbens nicht beliebig groß ausgeführt werden. Daher ist zum Zurückschieben des Stufenkolbens ein hoher Druck notwendig, der gleichzeitig auf die zweite Vorderradbremse wirkt.

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Es ist die Aufgabe der Erfindung, einen Bremskraftregler der eingangs genannten Gattung zu schaffen,bei dem zum Zurückschieben des Stufenkolbens ein geringer Druck des Handhauptzylinders benötigt wird und die Kraft nicht über den Ventilsitz übertragen werden muß.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein vom Druck des Handhauptzylinders beaufschlagbarer Druckkolben vorgesehen ist, der ständig mit der Stirnseite der kleineren Kolbenstufe des Stufenkolbens in Wechselwirkung steht, und der gedichtete Querschnitt des Druckkolbens größer bemessen ist als der gedichtete Querschnitt der kleineren Kolbenstufe des Stufenkolbens.

Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Bremskraftreglers sind darin zu sehen, daß das Ventil von der zum Zurückschieben des Stufenkolbens notwendigen Kraft vollständig entlastet ist und der geringe Hauptzylinderdruck ein feinfühligeres Bremsen gestattet.

Eine bevorzugte Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß der Stufenkolben und der Druckkolben zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefügt sind. Dadurch ist die Anordnung der Steuerfeder in dem Druckmittelauslaßraum möglich. Um ein ungewolltes Öffnen des Ventils bei großem Druckunterschied in der Druckeinlaß- und der Druckauslaßkammer zu verhindern, ist es von Vorteil, daß ein auf das Ventilschließglied wirkender Stift vorgesehen ist, der vom Druck des HandhauptZylinders beaufschlagt wird. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Erfindungsgegenstandes ist die kleinere Stufe des Stufenkolbens in einer gehäusefesten Hülse geführt. Dadurch wird die Bearbeitung der abgestuften Bohrung im Gehäuse von einer Seite möglich. Zweckmäßigerweise weist das Ventilschließglied einen Stößel auf, der an einer in Ventil-

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Schließrichtung federnd gelagerten und in Ventilöffnungsrichtung durch einen Anschlag gehaltenen Platte abgestützt ist. Auf diese Weise kann das Ventil auch dann zugehalten werden, wenn der Stufenkolben sich in seiner druckeinlaßkammerseitigen Endstellung befindet.

Der erfindungsgemäße Bremskraftregler ist nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Bremskraftregler mit einteiligem Steuerkolben, Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Bremskraftregler

mit geteiltem Steuerkolben, Fig. 3 ein Diagramm mit Bremsdruckverteilungskurven.

In Fig. 1 ist ein Gehäuse 1 mit einer abgestuften Sackbohrung 2,2' versehen, welche an ihrem offenen Ende ein Gewinde 3 aufweist und mittels einer Schraube 4 verschlossen ist. In dem Bohrungsabschnitt 2 ist anschließend an den Bohrungsabschnitt 2' eine Hülse 5 angeordnet und mittels einer Dichtung 6 gegen das Gehäuse 1 abgedichtet. Ein Steuerkolben 7, von dem ein erster Teil als Stufenkolben und ein zweiter Teil als Druckkolben 9 ausgebildet ist, befindet sich in dem Gehäuse 1, wobei die größere Stufe des Stufenkolbens 8 in dem Bohrungsabschnitt 2, die kleinere Stufe in der Hülse 5 und der Druckkolben 9 in dem Bohrungsabschnitt 2¹ angeordnet ist. Der Steuerkolben 7 ist mittels zweier Dichtungen 10 und 11 gegen das Gehäuse 1 und mittels einer Dichtung 12 gegen die Hülse 5 abgedichtet.

Der Stufenkolben 8 begrenzt mit der Stirnfläche der grösseren Kolbenstufe eine Druckexnlaßkammer 13 und mit einer Ringfläche eine Druckauslaßkammer 14. Die Kammern

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13 und 14 sind durch einen im Stufenkolben 8 angeordneten axialen Druckmitteldurchlaß 15 und eine radiale Bohrung 16 miteinander verbunden. In dem Gehäuse 1 sind zwei in die Druckeinlaßkammer 13 mündende Druckmittelanschlüsse 17 und 18 und ein In die Druckauslaßkammer

14 mündender Druckmittelanschluß 19 vorgesehen, wobei der Druckmittelanschluß 17 mit einem Fußhauptzylinder Fj₁₂, der Druckmittelanschluß 18 mit einem Bremssattel der Vorderradbremse VA 1 und der Druckmittelanschluß 19 mit einem Bremssattel der Hinterradbremse HA verbunden ist.

In dem axialen Druckmitteldurchlaß 15 des Stufenkolbens 8 ist ein Ventilschließglied 20 mit einer Kugel 21 angeordnet/ welches durch eine Feder 22 gegen einen Ventilsitz 23 belastet ist. An der inneren Stirnseite der Schraube 4 ist ein Stift 24 angeordnet, der in den Druckmitteldurchlaß 15 ragt und in der exnlaßkammerseitigen Endstellung des Stufenkolbens 8 das Ventilschließglied 20 bzw. die Kugel 21 von dem Ventilsitz 23 abhebt.

In der Druckmittelauslaßkammer 14 ist eine Steuerfeder 25 zwischen der Hülse 5 und der größeren Kolbenstufe des Stufenkolbens 8 angeordnet, die den Steuerkolben 7 in Richtung auf die Schraube 4 beaufschlagt. Zwischen der Hülse 5 und dem Druckkolben 9 wird ein Hohlraum 26 gebildet, der durch eine öffnung 27 im Gehäuse 1 mit der Atmosphäre verbunden ist. Die Stirnseite des Druckkolbens 9 begrenzt einen Druckraum 28_f in den ein mit dem Handhauptzylinder H„ verbundener Druckmittelanschluß 29 mündet.

In Fig. 2 ist ein Bremskraftregler dargestellt, der im wesentlichen mit dem in Fig. 1 gezeigten übereinstimmt. . Für gleiche Teile sind die Bezugszeichen übernommen worden. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird nunmehr nur auf die Unterschiede zur Fig. 1 eingegangen.

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Der Stufenkolben 8 und der Druckkolben 9 sind zwei einzelne Teile, die an je einer Stirnfläche miteinander in Wechselwirkung stehen. Die Steuerfeder 25 ist in dem Druckraum 28 angeordnet und beaufschlagt direkt den Druckkolben 9 und indirekt den Stufenkolben 8 in Richtung auf die Schraube 4. Da die Steuerfeder nicht auf die Hülse 5 wirkt, ist ein gehäusefester Ring 30 vorgesehen, der die Hülse 5 gegen Verschiebung sichert. Das Ventilschließglied 20 weist einen aus dem Stufenkolben 8 herausragenden Stößel 37 auf, der an einer in einem Raum der Schraube 4 angeordneten Platte 39 abgestützt ist. Die Platte 39 wird von einer Feder 40 in Richtung auf das Ventilschließglied 20 gegen einen Anschlag 41 belastet. Die Kraft der Feder 40 soll größer sein als die Kraft der Feder 22, damit im drucklosen Zustand des Bremskraftreglers das Ventil offengehalten wird.

In dem Stufenkolben 8 ist eine koaxiale Bohrung 31 und in dem Druckkolben 9 ist eine koaxiale Bohrung 32 vorgesehen.

Am ventilseitigen Ende der Bohrung 31 ist ein Ring 33 angeordnet, an dem die Feder 22 abgestützt ist. In den koaxialen Bohrungen 31 und 32 befindet sich ein Stift 34, der auf einer Seite vom geregelten Druck des ersten Bremskreises und auf der anderen Seite vom Druck des zweiten Bremskreises beaufschlagt wird. Das druckkolbenseitige Endstück 34' ist vom Stift 34 getrennt ausgeführt. Der Stift 34 ist mittels einer Dichtung 35 gegen den Stufenkolben 8 und das Endstück 34' mittels einer • Dichtung 36 gegen den Druckkolben 9 abgedichtet.

Fig. 3 zeigt ein Diagramm mit Bremsdruckverteilungskurven, wobei der Bremsdruck der Hinterachse in Abhängigkeit vom Bremsdruck der Vorderachse aufgetragen ist. Die Kurve I entspricht der idealen Bremsdruckverteilung bei einem bestimmten Beladungszustand eines Motorrades.

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Mit zist jeweils die Verzögerung angegeben. Der Verlauf der Bremsdruckverteilungskurven (Punkte O, A, B₁, C₁ bzw. 0, A, B₂, C₂ oder 0, H, A¹, C) wird bei der Funktionsbeschreibung näher erläutert. 5

Die Funktionsweise der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Bremskraftregler ist abhängig von der Betätigungsreihenfolge der Hauptzylinder und davon, in welchem Moment des Bremsvorganges der jeweilige Hauptzylinder betätigt wird.

Diese Variationsmöglichkeiten ergeben ein großes Spektrum von Bremsdruckverteilungskennlinien/ von denen lediglich drei Beispiele beschrieben sind. Die Bremsdruckverteilungskurven entsprechen prinzipiell den in Fig. 1 und 2 dargestellten Bremskraftreglern, sie sind jedoch nicht exakt im Hinblick auf die angegebenen Flächenverhältnisse. Dies ist deshalb nicht erforderlich, weil die Flächenverhältnisse frei wählbar sind.

Die Wirkungseise des in Fig. 1 gezeigten Bremskraftreglers sei zunächst für den Fall beschrieben, daß anfangs allein der Fußhauptzylinder und erst später der Handhauptzylinder betätigt wird. Zu Beginn des Bremsvorganges befindet sich der Bremskraftregler in der gezeichneten Ruhestellung. Bei Betätigung des Fußhauptzylinders F„ wird in der Druckeinlaßkammer 13 ein Druck aufgebaut, der sich einerseits zu der Vorderradbremse VA₁ und andererseits durch den geöffneten Druckmitteldurchlaß 15 in die Druckauslaßkammer 14 und weiter zu der Hinterradbremse HA fortsetzt. Auf den Stufenkolben 8 wirkt aufgrund unterschiedlicher druckbeaufschlagter Flächen eine Kraftdifferenz, die den Steuerkolben 7 gegen die Steuerfeder 25 bewegt. Der Steuerkolben 7 wird soweit verschoben, bis der Schließweg des Ventils überwunden ist und die Kugel 21 durch Anlegen an den Ventilsitz 23 den Druckmitteldurchlaß 15 verschließt* Dies ist in der Kennlinie der Punkt A.

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Bei Steigerung des Druckes in der Druckeinlaßkammer 13 durch weitere Betätigung des Fußhauptzylinders F_ wird

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der Stufenkolben 8 weiter gegen die Steuerfeder 25 verschoben. Dadurch wird in der Druckauslaßkammer 14 ein Druck erzeugt, der gegenüber dem in der Druckeinlaßkammer 13 herrschenden Druck verstärkt ist, d. h. in der Hinterradbremse HA herrscht nun ein größerer Bremsdruck als in der Vorderradbremse VA₁. Durch die dynamische Achslastverlagerung beim Bremsvorgang wird das Hinterrad entlastet/ wodurch es zum Blockieren tendiert. Um ein Blockieren des Hinterrades zu vermeiden, wird zusätzlich der Handhauptzylinder H„ betätigt. Der Beginn der Handhauptzylinderbetätigung ist der Punkt B₁ der Kennlinie.

Durch den Handhauptzylinder H„ wird in dem Druckraum 28 ein Druck aufgebaut, der auf den Druckkolben 9 wirkt und somit den Stufenkolben 8 in Richtung auf die Schraube 4 verschiebt. Der vom Handhauptzylinder H„ erzeugte Druck

Π.Ζ beaufschlagt die Vorderradbremse VA₂. Durch die Verschiebung des Stufenkolbens 8 wird - sofern der Fußhauptzylinder in seiner Stellung gehalten wird - das Volumen der Druckeinlaßkammer 13 verringert. Es erfolgt nun eine zusätzliche Druckerhöhung in der Vorderradbremse VA₁ aufgrund der Volumenverringerung der Kammer 13 und eine Druckminderung in der Hinterradbremse HA aufgrund der Volumenvergrößerung in der Kammer 14. Dadurch ergibt sich der Verlauf der Kennlinie B nach C.

Setzt die Betätigung des Handhauptzylinders früher ein, beispielsweise im Punkt B, der Kennlinie, so wird der Stufenkolben 8 in gleicher Weise verschoben wie vorstehend beschrieben und es .tritt ebenso die Druckminderung in der Hinterradbremse HA und die Druckerhöhung in der Vorderradbremse VA₁ ein. Es ergibt sich daher ein

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Verlauf der Kennlinie von B_ nach C,. Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung wird beim Erreichen des Punktes C₂ das Ventil aufgestoßen. Soll das Aufstoßen verhindert werden, scheine derartige Lösung beispielsweise in Fig. 2 gezeigt. Bei hohem Druck erfolgt kein öffnen des Ventils und bei niedrigem Druck ist die Druckdifferenz zwischen HA und VA.. so gering, daß das öffnen sich nicht auswirkt.

Nun wird der Fall, daß zuerst der Handhauptzylinder H„ und danach der Fußhauptzylinder F_Hz betätigt wird, beschrieben. Zu Beginn des Bremsvorganges befindet sich der Bremskraftregler in der in Fig. 1 und 2 gezeigten Ruhestellung. Bei Betätigung des Handhauptzylinders H„ wird

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in dem Druckraum 28 und in der Vorderradbremse VA₂ ein Druck aufgebaut. Das Motorrad wird daher zunächst nur an dem Vorderrad gebremst. Dies zeigt der Verlauf der gestrichelten Kennlinie zwischen den Punkten 0 und H.

Mit H ist der Punkt angenommen, in welchem der Fahrer den Fußhauptzylinder F„ betätigt, den Handhauptzylinder

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jedoch in seiner momentanen Stellung läßt. Durch den Fußhauptzylinder wird in der Druckeinlaßkammer 13 ein Druck aufgebaut, der sich einerseits zu der Vorderradbremse VA.. und andererseits durch den geöffneten Druckmitteldurchlaß 15 in die Druckauslaßkammer 14 und weiter zu der Hinterradbremse HA fortsetzt. Auf den Stufenkolben 8 wirkt aufgrund unterschiedlicher druckbeaufschlagter Flächen eine Kraftdifferenz, die den Stufenkolben 8 gegen die Steuerfeder 25 sowie gegen die Kraft, die durch den Handhauptzylinderdruck auf den Druckkolben 9 wirkt, bewegt. Nachdem der Stufenkolben 8 den Schließweg des Ventils 20, 23 überwunden hat, wird der Druckmitteldurchlaß 15 verschlossen. Der Umschaltpunkt ist in der Kennlinie mit A¹ bezeichnet. Dieser Punkt wird erst bei einem höheren Druck der Hinterradbremse HA erreicht sein

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als der Punkt A, da bei späterer Bedienung des Fußhauptzylinders F₁₃. der Druckkolben 9 -gegen den Druck in der

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Druckkaitimer 28 bewegt werden muß.

Bei Steigerung des Druckes in der Druckeinlaßkammer 13 durch weitere Betätigung des FußhauptZylinders F„ wird

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der Stufenkolben 8 weiter gegen die Steuerfeder 25 bewegt. Dies bewirkt eine Druckverstärkung in der Druckauslaßkammer 14 gegenüber dem in der Druckeinlaßkammer 13 herrschenden Druck. Sofern bei der Betätigung des Fußhauptzylinders F„„ der Handhauptzylinder H„ in seiner

XlZ XlZ

bei Punkt H erreichten Stellung gelassen wird, ergibt
sich nach dem Schließen des Ventils ein Druckaufbau in den Vorderrad- und Hinterradbremsen/ der dem Verlauf der Kennlinie zwischen den Punkten A¹ und D¹ entspricht.

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Claims

ALFRED TEVES GMBH 25. Oktober 1978

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Patentansprüche

Bremskraftregler für ein hydraulisches Motorrad-Bremssystem, bei dem von einem Fußhauptzylinder eine Hinterradbremse und eine Vorderradbremse und mittels eines Handhauptzylinders eine weitere Vorderradbremse druckbeaufschlagbar sind und bei dem ein die Druckbeaufschlagung der Hinterradbremse in Abhängigkeit vom mit dem Handhauptzylinder erzeugten Druck von dem Bremskraftregler minderbar ist, wobei der Bremskraftregler einen gegen die Kraft einer Steuerfeder verschiebbaren Stufenkolben hat, dessen größere Wirkfläche vom Fußhauptzylinder druckbeaufschlagbar und dessen kleinere Wirkfläche vom Druck in der Hinterradbremse druckbeaufschlagbar ist, und der Stufenkolben ein Ventil aufweist, welches durch Verschiebung des Stufenkolben gegen die Kraft der Steuerfeder zur Unterbrechung der Druckmittelverbindung vom Fußhauptzylinder zu der Hinterradbremse verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Druck des HandhauptZylinders (H„ ) beaufschlagbarer Druckkolben (9) vorgesehen ist, der ständig mit der Stirnseite der kleineren Kolbenstufe des Stufenkolbens (8) in Wechselwirkung steht, und der gedichtete Querschnitt des Druckkolbens (9) größer bemessen ist als der gedichtete Querschnitt der kleineren Kolbenstufe des Stufenkolbens (8).
2. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η ■ zeichnet, daß der Stufenkolben (8) und der

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Druckkolben (9) zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefügt sind.
3. Bremskraftregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf das Ventilschließglied (20) wirkender Stift (34) vorgesehen ist, der vom Druck des Handhauptzylinders (H„ ) beaufschlagt wird.
4. Bremskraftregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kleinere Kolbenstufe des Stufenkolbens (8) in einer gehäusefesten Hülse (5) geführt ist.
5. Bremskraftregler nach Anspruch 3, dadurch g e k e η η zeichne t,daß das Ventilschließglied (20) einen Stößel (37) aufweist, der an einer in Ventilschließrichtung federnd gelagerten und in Ventilöffnungsrichtung durch einen Anschlag (41) gehaltenen Platte (39) abgestützt ist.

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