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Die Erfindung betrifft eine Notorradbremsanlage für ein
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Motorrad mit einem Federbein, in dem ein lastabhängiger Druck vorliegt,
mit einem Hauptzylinder, einem daran angeschlossenen Bremskraftverteiler und zwei
damit verbundenen Radbremszylindern für das Vorder- bzw. Hinterrad.
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Es ist bereits bekannt, den vorderen und hinteren Radbremszylinder
eines Motorrades über einen an den Fußhauptzylinder angeschlossenen Bremskraftverteiler
zu beaufschlagen, Dabei kann durch geeignete Auslegung des Bremskraftverteilers
dafür gesorgt werden, daß bei einem bestimmten isansdruck am Hauptzylinder die am
vorderen und hinteren Radbremszylinder anstehenden Drücke unterschiedlich sind,
um dem unterschiedlichen Blockierverhalten von Vorder- und Hinterrädern eines Notorrades
Rechnung zu tragen.
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Ein besonderes Problem bei Motorrädern besteht darin, daß mit zunehmender
Belastung beispielsweise durch Gepäck oder Aufnahme eines Sozius das Bremsverhalten
des Hinterrades sich wesentlich anders als das des Vorderrades ändert. Obwohl das
Hinterrad bei starker Belastung im Vergleich zum Vorderrad einen wesentlich stärkeren
Bremsdruck vertragen könnte, bleibt das Verhältnis der Drücke am Vorderrad- und
Hinterradbremszylinder bei bekannten Notorradbremsanlagen praktisch unabhängig vom
Beladungszustand.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Notorradbremsanlage
der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der unabhängig von dem jeweiligen
Beladungszustand gerade das richtige Maß der Überbremsung des Hinterrades ohne zu
frühes Blockieren desselben erreicht wird. Insbesondere soll bei starker Beladung
und niedrigen Straßenhaftwerten ein möglichst günstiger Verzögerungswert erreicht
werden, ohne daß das Hinterrad im unbeladenen Zustandes Motorrades (Solobetrieb)
bei hohen Straßenhaftwerten zu früh blockiert.
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Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Druck im
Federbein an den Steuereingang des steuerbaren Bremskraftverteilers angelegt ist,
welcher das Verhältnis von Hiuterradbremsdruck zu Vorderradbremsdruck entsprechend
dem Steuerdruck einregelt. Je höher der der Beladung des Motorrades entsprechende
Steuerdruck ist, umso größer wird das Verhältnis von Hinterrad- zu Vorderradbremsdruck,
so daß entsprechend dem zunehmenden Auflagedruck des Hinterrades auf der Straße
das Hinterrad relativ zum Vorderrad immer merker abgebremst wird. In vorteilhafter
Weise wird der in dem Federbein vorhandene, von der Beladung des Motorrades abhängige
hydraulische Druck zur Steuerung des Bremskraftverteilers herangezogen. Es ist dabei
gleichgültig, ob die Erhöhung des durch die Beladung erzeugten Druckes vom Federbein
selbst erzeugt wird oder vom Federbein aus gesteuert ist.
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Die Erfindung geht also von der Erkenntnis aus, daß die Neigung des
Hinterrades zum Blockieren mit zunehmender Beladung des Motorrades geringer wird.
Diese Erkenntnis wird dazu ausgenutzt, den Druck innerhalb des am Hinterrad angeordneten
Federbeines dazu auszunutzen-, das Anlegen des Vorderradbremszylinders an den vollen
Hauptzylinderdruck mit zunehmender Beladung erst bei immer höher werdenden Hauptzylinderdrücken
einzuleiten. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird der Hauptzylinderdruck
direkt an den Hinterradbremszylinder angelegt, während der vom Vorderradbremszylinder
gelangende Druck im Bremskraftverteiler unter bestimmten Bedingungen herabgesetzt
wird. Im einzelnen ist die Ausbildung zweckmäßigerweise so, daß im Bremskraftverteiler
ein direkter Durchgang vom Ilauptzylinder anschluß zum Hinterradbremszylinderanschluß
und ein vom Steuerdruck in Schließrichtung sowie vom Hauptzylinderdruck in Offnungsrichtung
beaufschlagtes Ventil vorgesehen sind, wobei das Ventil erst oberhalb eines bestimmten
EIauptzylinderdruckes öffnet, der umso höher ist, äe größer der Steuerdruck ist.
Vorteilhafterweise öffnet das gesteuerte
Ventil bei der geringsten
Beladung des Motorrades entsprechend dem Steuerdruck schon bei geringem Hauptzylinderdruck.
Zweckmäßig liegt das gesteuerte Ventil parallel zu einem normalen Druckreduzierventil
und einem Rückschlagventil.
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Aufgrund dieser Ausbildung wird ohne Öffnen des gesteuerten Ventils
der zum vorderen Radbremszylinder gelangende hydraulische Druck im Verhältnis der
beiden Flächen des Druckreduzierventils herabgesetzt. Das Rückschlagventil gewährleistet
den Druckabbau im Radbremszylinder beim Absenken des Hauptzylinderdruckes.
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Oberhalb eines bestimmten Schaltdruckes im Hauptzylinder kontinuierlich
öffnet das gesteuerte Ventil/gegen den Druck einer Feder und gegen den Steuerdruck,
wodurch der Hauptzylinderdruck in voller Höhe in den vorderen Radbremszylinder übertragen
werden kann. Während das Vorderrad also beim Beginn der Bremsung schwächer als das
Hinterrad gebremst wird, liegt ab einem bestimmten Hauptzylinderdruck am vorderen
und hinteren Radbremszylinder der gleiche hydraulische Druck an.
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Steigt nun aufgrund einer Zunahme der Beladung des Motorrades der
in dem Federbein vorliegende hydraulische Druck an, so bedeutet dies eine Erhöhung
des dem Bremskraftverteiler zugeführten Steuerdruckes. Dieser beaufschlagt das gesteuerte
Ventil und übt auf es einen entsprechenden Schließdruck aus. Dies bedeutet, daß
das gesteuerte Ventil mit zunehmender Beladung des Motorrades erst bei zunehmend
höheren Hauptzylinderdrücken öffnet. Bis zum Erreichen dieses ständig zunehmenden
Schalt druckes wird das Hinterrad entsprechend dem durch das Druckreduzierventil
gegebenen Verhältnis stärker als das Vorderrad gebremst.
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Aufgrund dieser Ausbildung ermöglicht der Bremskraftverteiler eine
Bestabstimmung der kombinierten Bremsanlage, die bei nur schwach beladenem Motorrad
nicht zu früh zu einem Blockieren des Hinterrades führt und bei voller Beladung
und niedrigen Straßenhaftwerten ein sicheres Uberbremsen des Hinterrades dennoch
ermöglicht.
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Ein besonders kompakter Aufbau wird erzielt, wenn das gesteuerte Ventil
innerhalb des beweglichen Ventilkörpers bzw. Ventiltellers des Druckreduzierventils
angeordnet ist.
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Eine praktische Verwirklichung kennzeichnet sich dadurch, daß der
bewegliche Ventilkörper innerhalb einer Zylinderbohrung des Bremskraftverteilers
mit allseitigem Abstand von der Zylinderbohrung angeordnet ist, daß der an einem
Ende des Ventilkörpers vorgesehene Ventilteller sich in eine Erweiterung der Zylinderbohrung
erstreckt, wobei die Ringstufe zwischen der Zylinderbohrung und der Erweiterung
den Ventilsitz bildet, und daß am anderen Ende des Ventilkörpers ein Führungsschaft
anschließt, der in einer Führungsbohrung des Bremskraftverteilers im Gleitsitz angeordnet
ist. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Führung des Ventilkörpers erzielt, während
gleichzeitig ein ausreichend bemessener Ringraum für die Druckmittelzufuhr zu den
Ventilen und zum Hinterradbremszylinder zur Verfügung steht.
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Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist so ausgebildet,
daß sich zwischen dem Ringraum und einem Hohlraum in dem Ventilkörper bzw. Ventilteller
wenigstens eine Radialbohrung erstreckt und daß an den Hohlraum das gesteuerte Ventil
und gegebenenfalls das Rückschlagventil angrenzt.
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An den Hohlraum schließt sich in Richtung des Führungsschaftes zweckmäßigerweise
ein erweiterter Ventilaufnahmeraum an, wobei die dadurch gebildete Ringstufe den
Ventilsitz des gesteuerten
Ventils bildet und der Ventilaufnahmeraum
über einen Kanal im Ventilkörper bzw. im Ventilteller mit dem Vorderradbremszylinder-Anschluß
verbunden ist.
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Der Ventilteller des gesteuerten Ventils ist zweckmäßigerweise durch
eine Feder gegen den Ventilsitz gedrückt. Auf diese Weise wird auch bei nicht vorhandenem
oder nur geringem Steuerdruck der volle Druckaufbau im vorderen Radbremszylinder
solange verzögert, bis der durch die insbesondere als Schraubenfeder ausgebildete
Feder bestimmte Schaltdruck erreicht wird.
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Der Ventil stößel des gesteuerten Ventils ist zweckmäßig als Kolben
ausgebildet, der vom Steuerdruck beaufschlagt ist.
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Auf diese Weise kann der Steuerdruck einfach in eine Ventilschließkraft
umgesetzt werden.
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Nach einer weiteren besonders vorteilhaften Ausbildung ist das Rückschlagventil
in der den Vorderradbremszylinder-Anschluß zugewandten Stirnseite des Ventiltellers
des Druckreduzierventils angeordnet.
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Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung
beschrieben; in dieser zeigt: Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines mit der
Motorradbremsanlage gemäß der Erfindung ausgestatteten Motorrades und Fig. 2 einen
Axialschnitt eines für die erfindungsgemäße Notorradbremsanlage geeigneten Bremskraftverteilers.
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Nach Fig. 1 sind am Vorder- und Hinterrad eines Motorrådes Teilbelagscheibenbremsen
37 bzw. 38 angeordnet. Hydraulikleitungen 40, 41 verbinden die Vorderrad- bzw. Hinterradbremszylinder
mit einem am Rahmen 42 angeordneten Bremskraftverteiler 13, welcher weiter unten
anhand von Fig. 2 im einzelnen beschrieben werden wird. Der Bremskraftverteiler
13 ist außerdem über eine Hydraulikleitung 43 mit dem Fuß-Haupt zylinder 39 verbunden.
Erfindungsgemäß ist am Bremskraftverteiler 13 außerdem ein Steuereingang 12 vorgesehen,
der über eine weitere Hydraulikleitung 44 an den Druckraum eines Federbeines 11
angeschlossen ist, welches die Achse 45 des um eine Achse 46 schwenkbar aufgehängten
Hinterrades am Motorradrahmen 42 abstützt. Das Federbein 11 kann auch eine selbstaufpumpende
oder mit Fremdenergie versorgte Niveauregulierung enthalten.
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Da eine zusätzliche Beladung des Motorrades sich hauptsächlich auf
das Hinterrad auswirkt, ist die Zunahme des Druckes im Federbein 11 ein Maß für
den Beladungszustand des Motorrades. Am Steuereingang 12 des Bremskraftverteilers
13 steht also ein hydraulisches Drucksignal zur Verfügung, welches repräsentativ
für die Beladung des Motorrades bzw. die Belastung des Hinterrades ist.
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Wie im folgenden im einzelnen anhand von Fig. 2 erläutert wird, stellt
der Bremskraftverteiler 13 eine direkte hydraulische Verbindung zwischen dem Hauptzylinderanschluß
16 und dem Hinterradbremszylinder-Anschluß 17 her, so daß am Radbremszylinder der
Hinterrad-Teilbelagscheibenbremse 38 stets der Hauptzylinderdruck ansteht.
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Der Vorderradbremszylinder-Anschluß 36 ist dagegen über insgesamt
drei parallelgeschaltete Ventile mit dem Eauptzylinderanschluß 16 verbunden, wodurch
im ersten Stadium weder Bremsung bei noch geringen Hauptzylinderdrücken ein herabgesetzter
Bremsdruck
zum Radbremszylinder der Vorderrad-Teilbelagscheibenbremse 37 gelangt, bei zunehmenden
Hauptzylinderdrücken jedoch der volle Hauptzylinderdruck. Der Umschaltpunkt von
reduziertem Druck auf vollen Hauptzylinderdruck wird erfindungsgemäß durch den über
die Steuerleitung 44 zugeführten Steuerdruck bestimmt.
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Nach Fig. 2 ist in dem erfindungsgemäßen Bremskraftverteiler 13 eine
allgemein mit 47 bezeichnete durchgehende Stufenbohrung vorgesehen, welche oben
in ihrem weitesten Bereich durch einen Deckel 48 dicht abgeschlossen ist. Der unterste
Bereich der Stufenbohrung 47 ist als vertikale Führungsbohrung 27 ausgebildet, welche
unten durch eine Staubschutzkappe 49 abgedeckt ist Innerhalb der Führungsbohrung
27 ist im Gleitsitz ein Führungsschaft 26 eines Ventilkörpers 21 angeordnet, der
kolbenartig ausgebildet ist und sich in einem erweiterten Teil 22 der Stufenbohrung
47 nach oben erstreckt. Der Durchmesser des Ventilkörpers 21 ist wesentlich größer
als der des Führungsschaftes 26; er ist jedoch deutlich kleiner als der Durchmesser
der Zylinderbohrung 22, so daß rund um den kolbenartigen Ventilkörper 21 herum ein
Ringraum 15 vorliegt, der zwei diametral gegenüberliegende hydraulische Kanäle 14,
65 miteinander hydraulisch verbindet. Der vom Ringraum 15 abzweigende Kanal 65 mündet
im Hauptzylinderanschluß 16, während der Kanal 14 am Hinterradbremszylinder-Anschluß
17 endet. Der Ringraum 15 gewährleistet also unter anderem den unmittelbaren Anschluß
des Fuß-Haupt zylinders 39 an den Bremszylinder der Hinterrad-Teilbelagscheibenbremse
38.
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An den Ventilkörper 21 schließt sich oben ein Ventilteller 23 an,
dessen Durchmesser größer als der des Ventilkörpers 21 ist und welcher in einer
abermaligen Erweiterung 24 der Stufenbohrung 47 untergebracht ist. Zwischen dem
Bohrungsteil 24 und dem Außenrand des Ventiltellers 23 befindet sich ein Ringraum
50
zum Durchtritt des Strömungsmittels zum Vorderradbremszylinder-Anschluß 36. Die
vorzugsweise mit einem Dichtring belegte Ringstufe 25 zwischen der Zylinderbohrung
22 und der Erweiterung 24 dient als Ventilsitz, auf dem die Dichtvorsprünge 51 des
Ventiltellers 23 zur Auflage kommen.
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Der Ringraum 15 reicht nach oben bis zu dem kreisförmigen Dichtwulst
51.
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In der aus Fig. 2 ersichtlichen Position ist der Strömungsmittelweg
zwischen dem Ringraum 15 und dem Ringraum 50 durch das Aufliegen des Wulstes 51
auf der Stufe 25 unterbrochen.
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In diese Lage wird der Ventilteller 23 allein durch die Schwerkraft
vorgespannt.
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Unmittelbar unterhalb des Ventiltellers 23 weist der Ventilkörper
21 eine Radialbohrung 29 auf, die den Ringraum 15 mit einem im Innern des Ventilkörpers
21 bzw. des Ventiltellers 23 vorgesehenen Hohlraum 28 verbindet.
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Oberhalb des Hohlraumes 28 ist im Ventilteller 23 ein Rückschlagventil
20 angeordnet, welches Axialbohrungen 52 und einen diese von unten abdeckenden Dichtring
53 aufweist.
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Der Dichtring 53 wird aufgrund seiner Eigenvorspannung von unten dichtend
gegen die Bohrungen 52 angelegt. Diese Abdichtung wird bei einem Überdruck im Hohlraum
28 verstärkt.
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Überwiegt jedoch der Druck am Vorderradbremszylinder-Anschluß 36 den
Druck im Hohlraum 28, so wird der Dichtring 53 von den Bohrungen 52 weggedrückt,
und es kann ein Druckausgleich stattfinden.
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Unterhalb des Hohlraums 28 liegt innerhalb des Ventilkörpers 21 ein
im Durchmesser erweiterter Ventilaufnahmeraum 30 vor, in dem der Ventilteller 23
eines gesteuerten Ventils 18 untergebracht ist. Eine Schraubendruckfeder 33, die
sich unten am Ventilkörper 21 abstützt, spannt den Ventilteller 32 nach oben vor,
so daß dieser sich an eine zwischen den Räumen 28, 30 vorliegende Ringstufe 31 anlegt.
An der Ringstufe ist in
der dargestellten Weise wieder ein Ringdichtwulst
angeordnet, der mit abdichtendem Material an dem Ventilteller 32 zusammenwirkt.
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Von dem Ventilteller 32 erstreckt sich senkrecht nach unten der Ventilstößel
34, welcher erfindungsgemäß als hydraulischer Kolben ausgebildet ist. Der Stößel
34 ist in vertikaler Richtung gleitend in einer Axialbohrung 54 innerhalb des Führungsschaftes
26 angeordnet. Er weist an seinem unteren Ende einen verjüngten Teil 55 auf, so
daß eine Ringstufe 56 gebildet wird, die in Verbindung mit einem Zylinderringraum
57 steht. Durch eine Radialbohrung 58 im Führungsschaft 26 und eine damit fluchtende
Radialbohrung 59 im Gehäuse 60 des Bremskraftverteilers 13 ist der zylindrische
Ringraum 57 mit dem Steuereingang 12 hydraulisch verbunden. Ein an den Steuereingang
12 angelegter Druck beaufschlagt somit den Stößel 34 mit einer nac] oben gerichteten
Kraft. Die Radialbohrung 59 ist um soviel brei ter als die Bohrung 58, daß bei allen
Positionen des Ventilkörpers 21 die hydraulische Verbindung zwischen den Bohrungen
58, 59 nicht unterbrochen wird.
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In dem Stößel 34 ist eine bis nach außen zur Staubschutzkappe 49 durchgehende
Bohrung 61 vorgesehen, die im Bereich des Ventilkörpers 21 in eine querbohrung 62
mündet. Diese Bohrungen dienen dazu, daß irn Falle des Undichtwerdens einer der
Dichtungen das Druckmittel durch diese Kanäle abgeleitet werden kann.
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Radial außerhalb des Ringwulstes 63 der Ringstufe 31 verbindet ein
Kanal 35 den Aufnahmeraum 30 hydraulisch mit dem Vorderradbrems zylinder-Anschluß
36.
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Der beschriebene Bremskraftverteiler arbeitet wie folgt: Bei nur mit
einem Fahrer belasteten Motorrad wird über die Hydraulikleitung 44 von Federbein
11 her nur ein relativ geringer Steuerdruck in dem Ringzylinderraum 57 erzeugt,
welcher
eine relativ geringe Kraft auf den Stößel 34 und damit den Ventilteller 32 des gesteuerten
Ventils 18 nach oben ausübt. Diese geringe Kraft addiert sich zu der Schließkraft
der Feder 33 hinzu. Das gesteuerte Ventil 18 ist also zunächst geschlossen.
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Wird nun im Fuß-Haupt zylinder 39 ein Druck aufgebaut, so öffnet das
durch den Ventilteller 23 und den Ventilsitz 25 gebildete Druckreduzierventil 19,
sobald der im Ringraum 15 erzeugte Druck das Gewicht des Ventilkörpers 21 mit den
damit verbundenen Teilen tragen kann. Da die obere Fläche des Ventiltellers 23 wesentlich
größer als die untere Fläche ist, schließt das Druckreduzierventil 19 jedoch bereits
wieder, wenn am Vorderradbremszylinder-Anschluß 36 ein Druck auf gebaut ist, der
einen durch das Flächenverhältnis bestimmten Bruchteil des Rauptzylinderdruckes
ausmacht. Das Ventil 19 arbeitet also als normales Druckreduzierventil.
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Wird der Druck am Hauptzylinderanschluß 16 weggenommen, so öffnet
das Rückschlagventil 20 und besorgt entsprechend den Druckabbau am Vorderradbrems
zylinder.
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Übersteigt nun der Hauptzylinderdruck einen vorher einzustellenden
und von der Kraft der Feder 33 sowie dem Steuerdruck abhängigen Umschaltwert, so
öffnet das gesteuerte Ventil 13, und der Hauptzylinderdruck kann über den Ringraum
15, den Radialkanal 29, den Hohlraum 28 und den Kanal 35 zum Vorderradbremszylinder-Anschluß
36 gelangen. Von diesem Umschaltdruck ab liegt also am Vorderradbremszylinder der
Hauptbremszylinderdruck vor. Fällt der Druck wieder unter den Umschaltwert ab, so
schließt das gesteuerte Ventil 18 wieder und am Vorderrad ist nur der reduzierte
Bremsdruck wirksam.
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Nimmt nun die Beladung des Motorrades beispielsweise durch Aufnahme
eines Sozius zu, so steigt der Druck im Federbein 11
und damit
der Steuerdruck am Steuereingang 12 an. Entsprechend wird die auf das gesteuerte
Ventil 18 einwirkende Schließkraft erhöht. Das Ventil 18 öffnet jetzt erst bei einem
höheren Haupt zylinderdruck, so daß die Bremskraft am Hinterrad ohne Überbremsung
des Vorderrades wesentlich gesteigert werden kann.
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Es wird somit unabhängig vom Beladungszustand ein besonders günstiges
Verhältnis zwischen Vorderrad- und Hinterradbremsdruck eingehalten.
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