DE2847562C2 - Bremskraftregler für ein hydraulisches Motorrad-Bremssystem - Google Patents

Bremskraftregler für ein hydraulisches Motorrad-Bremssystem

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Description

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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 Handhauptzyllnders eine weitere Vorderradbremse druckbeaufschlagbar sind und bei dem die Druckbeaufschlagung der Hinterradbremse In Abhängigkeit von mit dem Handhauptzylinder erzeugten Druck von dem Bremskraftregler minderbar 1st, wobei der Bremskraftregler einen gegen die Kraft einer Steuerfeder verschiebbaren Stufenkolben hat, dessen größere Wlrkfläche vom Fußhauptzylinder druckbeaufschlagbar und dessen kleinere Wlrkfläche vom Druck In der Hinterradbremse druckbeaufschlagbar Ist, und der Stufenkolben ein Ventil aufweist, welches durch Verschiebung des Stufenkolbens 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 durcii Betätigung des Fußhauptzylinders zunächst einer Vorderradbremse ungemindert und der Hinterradbremse gemindert Druck zugeführt. Wird zusätzlich der Handhauptzyltnder betätigt, so wirkt der hiermit 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 funktlonellen 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.
Der voj liegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Bremskraftregler der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß bei ausschließlicher Betätigung des Handhauptzylinders die Hinterradbremse unbeeinflußt bleibt.
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.
Bei der im Hauptpatent vorgesehenen Lösung wirkt der vom Handhauptzylinder erzeugte Druck auf einen Kolben, der auch als Ventilschließglied dient. Dieser Kolben wird bei Betätigung des Handhauptzylinders in Ventilschließrichtung belastet, und der Ventilsitz 1st großen mechanischen Kräften ausgesetzt, da über das Ventilschließglied und den Ventilsitz die gesamte Kraft, die notwendig 1st, 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.
Demgegenüber wird mit der vorliegenden Erfindung ein Bremskraftregler geschaffen, bei dem zum Zurückschieben des Stufenkolbens ein geringer Druck des Handhauptzylinders benötigt wird und die Kraft nicht über den Ventilsitz übertragen werden muß.
Die wesentlichen Vorteile des erfindungsgemäßen Bremskraftreglers sind darin zu sehen, daß das Ventil von der zum Zurückschieben des Stufenkolbens notwendigen Kraft vollständig entlastet 1st und der geringe Hauptzylinderdruck ein feinfühligeres Bremsen gestattet.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Erflndungsgegen-
Standes besteht darin, daß der Stufenkolben und der Druckkolben zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefügt sind. Dadurch 1st 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 Ventilschließrichtung 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.
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 1st 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 1st. 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 8 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 2' 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 Druckeinlaßkammer 13 und mit einer Ringfläche eine Druckauslaßkammer 14. Die so Kammern 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 DruckmlUelanschlüsse 17 und 18 und ein in die Druckauslaßkammer !4 mündender Druckmittelanschluß 19 vorgesehen, wobei der Druckmittelanschluß 17 mit einem Fußhauptzylinder F11., der Druckmittelanschluß 18 mit einem Bremssattel der Vorderradbremse VA] und der Druckmittelanschluß 19 mit einem Bremssattel der Hinterradbremse HA verbunden 1st.
In dem axialen Druckmitteldurchlaß 15 des Stufenkolbens 8 ist ein Ventllschlleßglled 20 mit einer Kugel 21 angeordnet, welches durch eine Feder 22 gegen einen Ventilsitz 23 belastet 1st. An der Inneren Stirnseite der ''5 Schraube 4 1st ein Stift 24 angeordnet, der in den Druckmitteldurchlaß 15 ragt und In der elnlaßkammerseiUgen Endstellung des Stufenkolbens 8 das Ventilschließglied 20 bzw. die Kugel 21 von dem Ventilsitz 23 abhebt.
In der Druckmittelauslaßkammer 14 ist eine Steuerleder 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, in den ein mit dem Handhauptzylinder HH. 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 gleich. Um Wiederholungen zu vermeiden, wird nunmehr nur auf die Unterschiede zur Fig. 1 eingegangen.
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 25 nicht auf die Hülse 5 wirkt, ist ein gehäusefester Ring 30 vorgesehen, der die Hülse 5 gegen Verschiebung sichert. Das VentilschlleßgHed 20 weist einen aus dem Stufenkolben 8 herausragenden Stößel 37 auf, der an einer in einem Raum 38 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 20, 23 offengehalten wird.
In dem Stufenkolben 8 Ist eine koaxiale Bohrung 31 und In dem Druckkolben 9 1st 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 druckkolbenseitlge 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 / entspricht der idealen Bremsdruckverteilung bei einem bestimmten Beladungszustand eines Motorrades. Mit ζ 1st jeweils die Verzögerung angegeben. Der Verlauf der Bremsdruckvertellungskurven (Punkte O, A, B1, C, bzw. O, A, B2, C2 oder O, H, A', C) wird bei der Funktionsbeschreibung näher erläutert.
Die Funktionsweise der In den Fl g. 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 Bremstiruckvertellungskennllnlen, von denen lediglich drei Beispiele beischrieben sind. Die Bremsdruckverteilungskurven werden prinzipiell mit den in Fl g. 1 und 2 dargestellten Bremskraftreglern erzeugt, sie sind jedoch nicht exakt Im Hinblick auf die gegebenen Flächenverhältnisse. Dies Ist deshalb nicht erforderlich, weil die Flächenverhältnisse frei wählbar sind.
Die Wirkungsweise des In Fig. 1 gezeigten Brems-
kraftreglers 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 FH: wird In der Druckeinlaßkammer 13 ein Druck aufgebaut, der sich einerseits zu der Vorderradbremse VA, und andererseits durch den geöffneten Druckmitteldurchlaß 15 In uie 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 is Schließweg des Ventils 21, 23 überwunden 1st und die Kugel 21 durch Anlegen an den Ventilsitz 23 den Druckmitteldurchlaß 15 verschließt. Dies Ist in der Kennlinie der Punkt A.
Bei Steigerung des Druckes in der Druckeinlaßkammer
13 durch weitere Betätigung des Fußhauptzylinders FH. wird 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 VAx. Durch die dynamische Achslastverlagerung beim Bremsvorgang wird das Hinterrad entlastet, wodurch es zum Blockieren tendiert. Um ein Blockleren des Hinterrades zu vermei- ^o den, wird zusätzlich der Handhauptzylinder HH: betätigt. Der Beginn der Handhauptzylinderbetätigung ist der Punkt B, der Kennlinie.
Durch den Handhauptzylinder Hn, wird in dem Druckraum 28 ein Druck aufgebaut, der auf den Druckkolben ^5 9 wirkt und somit den Stufenkolben 8 in Richtung auf die Schraube 4 verschiebt. Der vom Handhauptzylinder HH: erzeugte Druck beaufschlagt die Vorderradbremse VA2- Duich 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 VAu aufgrund der Volumenverringerung der Kammer 13 und eine Druckminderung in der Hinterradbremse HA aufgrund der Volumenver°röße- ^ rung In der Kammer 14. Dadurch ergibt sich der Verlauf der Kennlinie B nach C.
Setzt die Betätigung des Handhauptzylinders HH: früher ein, beispielsweise im Punkt B2 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 VA, ein. Es ergibt sich daher ein Verlauf der Kennlinie von B2 nach G.
Bei der in F i g. 1 gezeigten Ausführung wird beim Erreichen des Punktes C2 das Ventil aufgestoßen. Soll das Aufstoßen verhindert werden, so Ist eine derartige Lösung beispielsweise in F1 g. 2 mit der elastisch gelagerten Platte 39 gezeigt. Bei hohem Druck erfolgt kein Öffnen des Ventils 20, 23 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 H11. und danach der Fußhauptzylinder FH. betätigt wird, beschrieben. Zu Beginn des Bremsvorganges befindet sich der Bremskraftregler in der in F i g. 1 und 2 gezeigten Ruhestellung. Bei Betätigung des Handhauptzylinders HHz wird 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 O und H.
Mit H ist der Punkt angenommen, In welchem der Fahrer den Fußhauptzylinder FH! betätigt, den Handhauptzyllnder HH, jedoch In seiner momentanen Stellung läßt. Durch den Fußhauptzylinder F11, 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 welter 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 A' bezeichnet. Dieser Punkt wird erst bei einem höheren Druck der Hinterradbremse HA erreicht sein als der Punkt A, da bei späterer Bedienung des Fußhauptzylinders FH: der Druckkolben 9 gegen den Druck in der Druckkammer 28 bewegt werden muß.
Bei Steigerung des Druckes In der Druckeinlaßkammer 13 durch weitere Betätigung des Fußhauptzylinders F11. wird 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 FH. der Handhauptzylinder H11. in seiner 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 A' und C entspricht.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:
1. 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 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 druclcbeaufschlagbar und dessen kleinere Wirkfläche vom Druck in der Hinterradbremse druckbeaufschlagbar ist, und der Stufenkolben ein Ventil aufweist, welches durch Verschiebung des Stufenkolbens gegen die Kraft der Steuerfeder zur Unterbrechung der Druckmittelverbindung vom Fußhauptzylinder zu der Hinterradbremse verschließbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein vom Druck des Handhauptzylinders (HHz) beaufschlagbarer Druckkolben (9) vorgesehen ist, der ständig mit der Stirnseite der kleineren Kolbenstufe des Stufenkolbens (8) in Wechselwirkung steht, wobei 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 gekennzeichnet, daß der Stufenkolben (8) und der Druckkolben (9) zu einem gemeinsamen Bauteil zusammengefügt sind.
3. Bremskraftregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf das Ventilschließglled (20) wirkender Stift (34) vorgesehen Ist, der vom Druck des Handhauptzylinders (HH.) 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 gekennzeichnet, daß das Ventilschließglied (20) einen Stößel (37) aufweist, der an einer in Venttlschlleßrlchtung federnd gelagerten und In Ventilöffnungsrlchtung durch einen Anschlag (41) gehaltenen Platte (39) abgestützt ist.
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