DE3541313A1 - Kraftfahrzeugbremsanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich ihrer Gattung nach auf eine Kraftfahrzeugbremsanlage, wie sie in dem Deutschen Patent . . . (Patentanmeldung P 34 26 612.7) beschrieben ist.

Bei dieser Patentanmeldung weist die Kraftfahrzeugbremsanlage einen Hauptbremszylinder auf mit einem Stufenkolben. Auf diese Weise werden verschiedene Druckstufen realisiert, die über einen Steuermechanismus zugeschaltet oder gesperrt werden können, so daß bei der Neigung des Fahrzeugrades zum Blockieren der Druck im Radbremszylinder entsprechend verändert werden kann.

Die Ausbildung des Stufenkolbens im Hauptbremszylinder erfordert einen hohen Fertigungsaufwand. Auch ist die Nachrüstung eines Fahrzeuges mit einer solchen Bremsanlage nicht unproblematisch, da neue Hauptbremszylinderarmaturen hierfür notwendig sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, die gattungsgemäße Kraftfahrzeugbremsanlage so weiterzuentwickeln, daß die oben genannten Nachteile nicht mehr in Erscheinung treten.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung einer solchen Fahrzeugbremsanlage ergibt sich aus dem Anspruch 2.

Durch den Druckkolben des Radbremszylinders mit seinen unterschiedlichen Druckflächen läßt sich der Anpreßdruck der Bremsbacken auf die Bremsscheibe losgelöst von der tatsächlich vom Fahrer aufgebrachten Kraft regeln. Durch das Freischalten einzelner Druckflächen vermindert sich der Anpreßdruck auf die Bremsscheiben sofort, falls das Fahrzeugrad zum Blockieren neigt. Sollten sich die Fahrbahnverhältnisse ändern, also die Griffigkeit wechseln, beispielweise durch Übergang von einer schneeglatten Fahrbahn auf eine trockene Fahrbahn, so kann durch das Hinzuschalten der zusätzlichen Druckflächen der Anpreßdruck auf die Bremsscheibe wieder aufgebaut werden.

In einer zweckmäßigen Ausführungsform werden nach einer vorbestimmten, kurzen Zeit die freigeschalteten Druckflächen bzw. Druckräume in der umgekehrten Reihenfolge wieder hinzugeschaltet. Die Bremskraft am Radbremszylinder erhöht sich; sollte das Fahrzeug dadurch abermals zum Blockieren neigen, werden die Druckflächen wieder freigeschaltet. Es stellt sich dadurch eine automatische "Stotterbremsung" ein. Die Befehle zum jeweiligen Umschalten gibt ein elektronischer Rechner.

In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel ist als Steuermittel ein Stellventil vorgesehen, das durch die eben erwähnte elektronische Recheneinheit angesteuert wird. Drehzahlfühler, an dem jeweiligen Fahrzeugrad angebracht, liefern der Recheneinheit ein der Umfangsverzögerung des Fahrzeugsrades entsprechendes Signal. Das Stellventil, für jede Druckstufe außer der kleinsten Druckstufe ist ein solches Stellventil zugeordnet, gibt normalerweise die Verbindung zwischen der Druckstufe und dem Hauptbremszylinder frei. Beim Umschalten des Stellventils durch die Recheneinheit wird der Durchfluß gesperrt.

Da bei dieser Ventilstellung aus der nicht mehr beaufschlagten Druckstufe Bremsdruck abgebaut werden muß, ist ein Rücklauf der Bremsflüssigkeit zu einem Vorratsbehälter vorzusehen. Dieser Rücklauf muß aber gesperrt sein während der durchgeschalteten Druckverbindung zu dem Hauptbremszylinder. In einfacher Weise wird diese Funktion ebenfalls von dem Stellventil übernommen. Es ist deshalb zweckmäßig, es als 4/2- Wegeventil auszulegen.

In einer zweckmäßigen Ausgestaltung werden die einzelnen Druckstufen durch entsprechende Ausbildung des Radbremszylinders und seines Druckkolbens erreicht. In seiner Grundform gleicht der Radbremszylinder den üblichen auf dem Markt befindlichen Ausführungen, d. h. er weist eine zur Bremsscheibe hin offene Topfform auf. In diesem ist der Druckkolben geführt. Bei der erfindungsgemäßen Weiterbildung sieht der Bremszylinder an seinem Topfboden einen ins Topfinnere ragenden hülsenartigen Fortsatz auf, in dem ein zapfenartiger Dorn des Druckkolbens außerdem geführt ist. Dieser Dorn wiederum ist durch einen ringförmigen Einstich im Kolbenboden ausgebildet. Es werden auf diese Weise zwei Druckräume gebildet, der eine innerhalb des hülsenförmigen Fortsatzes und der andere durch den konzentrisch dazu angeordnete verbleibende Ringraum des Bremszylinders. Durch den ringförmigen Einstich in den Kolbenboden schließt sich an die wirksame Druckfläche der ersten Druckstufe unmittelbar die wirksame Druckfläche der zweiten Druckstufe an. Jede dieser Druckstufen hat einen Zufluß für die Bremsflüssigkeit.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben und in der dazugehörigen Zeichnung dargestellt.

Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur die Schemadarstellung einer Bremsanlage für ein Motorrad und genauer den Teil der Bremsanlage, der zum Bremsen des Vorderrades dient. Aus der Zeichnung läßt sich eine Bremsscheibe 13 entnehmen, an der beidseitig Radbremszylinder 2 mit auf die Bremsscheibe 13 wirkenden Druckkolben 1 angeordnet sind. Die Radbremszylinder 2 sind gleichartig aufgebaut und werden in gleicher Weise angesteuert. Der Enfachheit halber wird im weiteren Verlauf der Beschreibung deshalb nur noch von einem Radbremszylinder ausgegangen.

Der Radbremszylinder 2 weist eine zur Bremsscheibe 13 hin offene Topfform auf. Die Innenwand des Topfrandes 2 a dient als Führung des Druckkolbens 1. Konzentrisch zu seiner Längsachse ist am Topfboden des Radbremszylinders 2 ein hülsenartiger Fortsatz 2 b vorgesehen, der in das Topfinnere ragt und an diesem innenliegenden Ende offen ist. Die Hülseninnenseite ist wiederum als Führung ausgelegt für einen zapfenartigen Dorn 1 a des Druckkolbens 1. Dieser zapfenartige Dorn 1 a ist gebildet aus einem konzentrischen Einstich in dem Kolbenboden. Durch den hülsenartigen Fortsatz 2 b und der Ausbildung des Dornes 1 a ergeben sich zwei konzentrische Druckkammern mit Druckflächen 9 und 10. Diese Druckkammern sind gegeneinander abgedichtet und jede von ihnen weist einen Anschluß für die Versorgung mit Bremsflüssigkeit auf. Die jeweiligen Anschlußleitungen tragen in der Zeichnung die Bezugsziffern 11 und 12.

Ein von Hand betätigbarer Bremshebel 3 verschiebt bei seiner Betätigung in Richtung des Kraftpfeiles 4 den Druckkolben 5 eines Hauptbremszylinders 6 in axialer Richtung, wie dies mit dem Pfeil 7 angedeutet sein soll. Dabei ist der Bremshebel 3 an einem Lagerbock 8 schwenkbar angelenkt.

Der Druckkolben 1 des Radbremszylinders 2 sieht, wie gesagt, zwei Druckflächen 9, 10 und damit zwei Druckstufen vor. Dabei weist die Druckfläche 9 den kleineren Druchmesser auf, während sich die Druckfläche 10 als eine im Durchmesser vergrößerte, konzentrische Ringfläche am Druckkolben 1 darstellt.

Der Bremskreis zwischen den einzelnen Druckkammern und den Hauptbremszylindern wird über eine Bremsdruckleitung hergestellt, die sich vor dem Radbremszylinder 2 in die erwähnten Leitungen 11 und 12 teilt, wobei die Leitung 12 durch ein Stellventil 16 führt. Die Bremsleitung 11 führt von der kleinen Druckfläche 9 direkt zum Hauptbremszylinder 6.

Das Stellventil 16 ist als elektromagnetisch betätigbares 4/2-Wegeventil ausgelegt. In seinem nicht erregten Zustand hält es den Durchfluß der Bremsleitung 12 zu dem Hauptbremszylinder 6 offen.

Von der Druckkammer der Druckfläche 10 geht neben der Bremsleitung 12 auch noch eine Rückflußleitung 17 ab, die ebenfalls über das Stellventil 16 führt und in einem Hydraulik-Vorratsbehälter 18 endet. Im erregten Zustand des Stellventils 16 besteht ungehinderter Rückfluß von der zweiten Kolbenstufe zu dem Vorratsbehälter 18. Der Vorratsbehältger 18 versorgt zusätzlich zum Hauptbremszylinder die einzelnen Druckstufen über die Rückflußleitung 17 mit Bremsflüssigkeit.

An der Stirnseite der Bremsscheibe 13, die in der Zeichnung nur angedeutet ist, befindet sich ein Drehzahlfühler 19, der über eine Signalleitung 20 mit einer elektronischen Recheneinheit 21 verbunden ist. Von der Recheneinheit 21 geht eine Steuerleitung 22 zu dem Stellventil 16.

Die Bremsanlage arbeitet wie folgt:

Betätigt der Motorradfahrer den Handbremshebel 3, verschiebt sich der Druckkolben 5 in Richtung des Pfeiles 7. Dabei baut sich ein entsprechender Druck auf, der sich über die Bremsleitungen 11, 12 zum Radbremszylinder 2 fortpflanzt. Die Bremsbacke legt sich an die Bremsscheibe 13 mit einer Kraft an, die sich aus dem Verhältnis der Fläche des Hauptbremszylinder und der Summe der Druckflächen 9, 10 ergibt.

Durch die Bremsung wird das Fahrzeug verzögert. Steigt nun die Umfangsverzögerung des Fahrzeugrades über eine festgelegte Schwelle, was die Recheneinheit 21 über den Drehzahlfühler 19 erkennt, schaltet sie das Stellventil 16 um. Dadurch wird nun die Rückflußleitung 17 geöffnet und die Bremsleitung 12 gesperrt. Die der Druckfläche 10 zugeordnete Druckstufe fällt ab, so daß insgesamt das Verhältnis zwischen Hauptbremszylinderfläche und wirksamer Druckfläche am Druckkolben 1 größer wird. Die Folge ist eine Absenkung der Anpresskraft. Die Bremsbacke wird demnach mit geringerer Kraft an die Bremsscheibe 13 gedrückt.

Nach einer kurzen, vorgegebenen Zeit schaltet die Recheneinheit 21 das Stellventil 16 wieder in den Ausgangszustand zurück. Die Bremskraft am Radbremszylinder 2 erhöht sich wieder. Sollte das Fahrzeug abermals zum Blockieren neigen, schaltet die Recheneinheit 21 das Stellventil 16 wieder um, um den Bremsdruck abzusenken. Dieses Spiel wiederholt sich solange der Bremshebel 13 gedrückt ist.

Bisher wurde stillschweigend davon ausgegangen, daß die einmal aufgebrachte Kraft dem Betrag nach konstant bleibe. In Wirklichkeit jedoch steigt diese Kraft über der Zeit an bis zu einer maximalen Kraft entsprechend der maximal möglichen Handkraft des Motorradfahrers. Durch diesen Umstand verändert sich jedoch die vorbeschriebene Wirkungsweise der Bremsanlage nicht.

Es liegt auf der Hand, die zweistufige Bremsanlage durch entsprechende Ausgestaltung des Radbremszylinders 2 und seines Druckkolbens 1 in eine mehrstufige Anlage umzuwandeln. In einem solchen Fall lassen sich noch feinere Abstufungen vornehmen.

In der vorstehenden Beschreibung wurde die Fahrzeugbremsanlage eines Vorderrades beschrieben. Es läßt sich aber ohne weitere Schwierigkeiten auch das Hinterrad mit einer solchen Fahrzeugbremse ausrüsten. In diesem Fall wird die Bremskraft dann durch ein mit dem Fuß betätigbares Bremspedal eingeleitet, das an Stelle des Handbremshebels 3 tritt.

Schließlich liegt es auf der Hand, daß eine solche Fahrzeugbremsanlage nicht auf Motorräder beschränkt ist. Sie läßt sich ebensogut für sonstige Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen einsetzen.

Claims (2)

1. Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem Hauptbremszylinder, der über im Durchmesser größer werdende und über Steuerungsmittel zuschaltbare Druckflächen einen dem einzelnen Fahrzeugrad zugeordneten Radbremszylinder beaufschlagt nach Patent . . . (Patentanmeldung P 34 26 612.7), dadurch gekennzeichnet, daß der Radbremszylinder (2) mehrere, konzentrisch zueinander angeordnete und voneinander getrennte Druckkammern (wirksame Druckflächen 9; 10) aufweist, von denen jede eine Zuleitung (11; 12) des vom Hauptbremszylinder (6) beaufschlagtes Bremsmediums aufweist.

2. Kraftfahrzeugbremsanlage nach Anspruch 1, mit einem Radbremszylinder, der eine zur einer Bremsscheibe hin offene Topfform aufweist und bei dem die Innenwand des Topfrandes als Führung für den Druckkolben dient, gekennzeichnet durch einen vom Topfboden ins Topfinnere ragenden, konzentrischen, hülsenartigen Fortsatz (2 b), in dem ein zapfenartiger Dorn (1 a) des Druckkolbens (1) geführt ist.