CN115675713A - 自行车盘式液压制动系统及相关部件和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自行车盘式液压制动系统及相关部件和方法。用于自行车盘式液压制动系统(1)的手动控制设备(2)包括:‑手动致动构件(6),手动致动构件被配置成发出制动命令,以及‑主缸组件(7),主缸组件包括缸(8)、活塞(9)以及液压箱(20),活塞能够通过克服回位弹簧(10)的作用在缸(8)内往复运动而移动,液压箱包括底部(23)、顶板(22)和膜(25),膜将液压箱(20)分成可变体积填充的室(26)和互补可变体积空室(27),所述箱(20)与缸(8)流体连接,其中活塞(9)响应于手动致动构件(6)的致动而在缸(8)内移位。控制设备(2)包括膜检测器设备(40),膜检测器设备包括膜(25)在箱(20)中预定位置的存在的至少一个传感器和/或膜(25)距箱(20)的顶板(22)的距离的计量仪。
Description
技术领域
本发明总体上涉及自行车盘式液压制动系统领域。
本发明特别涉及一种用于这种液压制动系统的手动控制设备以及一种自行车盘式液压制动系统和一种自行车装备。
本发明还涉及一种用于控制自行车液压制动系统的方法。
背景技术
自行车盘式制动系统通常在任一个车轮或每一个车轮上包括制动设备,该制动设备也称为制动卡钳,其中,摩擦元件(也称为衬片)液压地与盘接合,该盘与自行车车轮轮毂一体旋转,以便通过摩擦来制动自行车车轮轮毂,其中至少一个衬片是可移动的。
除了从制动卡钳上突然脱离的风险之外,摩擦元件还会受到磨损。当摩擦元件严重磨损或缺失时,制动系统的操作受到影响,导致骑车人摔倒和道路事故的严重风险。
自行车盘式制动系统可以是液压式的。
这些系统还需要液压流体,也称为制动流体,必须在系统的密封回路中以预定的最小量(甚至几乎精确的量)包含液压流体。
密封回路的泄漏或断裂除了由于某些液压流体的滑溜而成为潜在危险的来源之外,还会导致液压流体的泄漏以及例如由于腐蚀而导致制动系统或自行车的其它零件的损坏。
此外,制动流体的泄漏会引起制动系统的全面故障,造成上述严重后果。
在液压制动系统中,液压流体回路包括回路作用部分和与回路作用部分流体连通的箱,以补偿回路的作用部分中液压流体量的变化。所述量的变化可能是由于若干个因素,所述因素包括操作温度、移动构件的位移和摩擦元件的磨损。
因此,随着时间的推移,即使在制动系统未损坏的情况下,液压流体箱也可能会被排空,排空也潜在地对应于危险情况,如在刚才提到的衬片磨损太多或甚至掉落的情况下,因此不再是有效的制动系统。
在所有上述情况下,期望监测液压系统的完整性和/或其箱中液压流体的液位。
就制动衬片磨损而言,可以观察到,目前的衬片设置有磨损指示器,该磨损指示器包括在摩擦材料(“复合物”或衬垫)中制造的台阶,该台阶随着衬片磨损而逐渐变薄,当它消失时,指示需要替换衬片本身。然而,使用这样一个台阶来评估衬片的磨损是非常繁琐且不完全可靠的。
EP3835191A1公开了一种用于自行车的液压箱,其包括:第一壁;第二壁,该第二壁与第一壁相对,并被构造成将箱置于与液压缸液体连通的状态;侧壁,该侧壁在第一壁与第二壁之间延伸;可弹性变形的膜,该可弹性变形的膜在第一壁与第二壁之间操作,并且在箱内限定补偿室,该补偿室具有在补偿室的最大膨胀状态下限定的最大体积和在补偿室的最小膨胀状态下限定的最小体积之间的体积变量;其中,膜包括周边固定部分、推进部分和周边入口部分,其中该周边固定部分固定到箱,该推进部分被构造成作用于设置在箱中的制动液体,该周边入口部分在箱内布置在周边固定部分与推进部分之间,其中,在补偿室最小膨胀状态下,推进部分完全布置在膜的周边入口部分与箱的第二壁之间。
US10,082,158B2公开了一种可以用于液压制动器或离合器致动的液压致动构件的主安装件,该主安装件特别地包括:活塞;壳体,该壳体限定具有内部的补偿室;缸,该缸具有缸壁,活塞在缸中被引导;连通通道,该连通通道在缸壁中具有开口,并在活塞的至少一个位置上连接缸与补偿室;以及至少一个溢流通道,该至少一个溢流通道至少设置在缸壁中的连通通道的开口处;垫片,该垫片具有外表面并设置在活塞与缸之间;覆盖物;以及波纹管,该波纹管位于补偿室内,该波纹管被覆盖物闭合在补偿室内。波纹管可以是透明或半透明材料或不透明材料。覆盖物可具有观察窗,该观察窗使用户能够观察到补偿室内部,以便基于波纹管的存在或不存在或其位置来监测补偿室中液压流体的液体液位。替代地,覆盖物可以是完全透明的。
申请人观察到,通过对波纹管位置的目视观察来监测液压流体液位相当粗略,并受到显著误差的影响。此外,它需要在自行车不在使用中时由用户主动控制。
在本发明基础上的技术问题是允许自动且有效地监测液压系统的完整性。
发明内容
在一方面,本发明涉及一种用于自行车盘式液压制动系统的手动控制设备,所述手动控制设备包括:
-手动致动构件,所述手动致动构件被配置成发出制动命令,以及
-主缸组件,所述主缸组件包括缸、活塞以及液压箱,其中所述活塞能够通过克服回位弹簧的作用在所述缸内往复运动而移动,所述液压箱包括底部、顶板和膜,所述膜将所述液压箱分成可变体积填充的室和互补可变体积空室,所述箱流体连接到所述缸,其中所述活塞响应于所述手动致动构件的致动而在所述缸内移位,
其特征在于包括膜检测器设备,所述膜检测器设备包括用于所述膜在所述箱中的预定位置存在与否的至少一个传感器和/或所述膜距所述箱的所述顶板的距离计量仪。
所述膜检测器设备可以实现为填充的室的体积的换能器设备。
所述膜检测器设备可以实现为存在于所述制动系统中的制动流体体积的换能器设备。
通过所述膜检测器设备,可以实现所述制动系统的(一个或多个)摩擦元件的磨损和/或存在与否的评估设备。
通过所述膜检测器设备,可以实现用于评估所述制动系统液压流体的正确密封的设备。
通过所述膜检测器设备,可以实现用于评估所述主缸组件的正确操作的设备。
所述主缸组件可以包括布置在活塞头部处的垫片。
所述箱可以包括在所述顶板与所述底部之间延伸的侧向壁。
所述膜检测器设备可以包括布置在所述箱顶板处的一个或多个传感器和/或布置在所述箱的在所述顶板与所述底部之间延伸的侧向壁处的一个或多个传感器以及由所述膜支承的可能的一个或多个可检测构件。
所述至少一个预定位置可以包括膜阈值位置,所述膜阈值位置对应于所述箱中的液压流体的预定液位,特别是至少一个最小可容许液位。
所述膜可以具有旨在固定到所述箱、特别是固定到所述箱的侧向壁处的周围区域,以及可变形的中央区域,所述可变形的中央区域通常采用具有可变曲率半径的弯曲构造。
所述一个或多个传感器可以位于所述箱的顶板上,面向所述膜的尽可能中央的区域,即尽可能远离其固定到箱的周围区域。
所述一个或多个传感器可以包括至少一个光学传感器,所述至少一个光学传感器包括光源,优选为LED,以及光电二极管或光电晶体管,当所述膜处于所述光学传感器的视场中时,所述光电二极管或光电晶体管被定位成接收由所述光源发射并由所述膜反射的光。
由所述膜支承的所述可检测构件,如果存在的话,可以是由比形成所述膜的材料反射性更强的材料制成的插件。
所述光学传感器可以位于所述箱的顶板的内表面上,或者如果所述顶板是透明的,也可以位于所述顶板的外表面上。
替代地或附加地,所述一个或多个传感器包括至少一个磁传感器,所述至少一个磁传感器优选地选自由下列项组成的组:簧片传感器、3D霍尔传感器、AMR传感器、GMR传感器和TMR传感器。
由所述膜支承的可检测构件,如果存在的话,可以是磁体。
在所述膜中可以形成凹穴,所述凹穴被构造成容纳由所述膜支承的所述可检测构件。
所述凹穴可以包括其中所述膜的两层彼此重叠的区域,以及在所述重叠层之一中的切口。
所述膜检测器设备可以提供选自由下列项组成的组的至少一个输出:
-对应于所述箱中高于或低于预定阈值的液压流体量的两级输出,
-具有对应于所述箱中低于给定数量的预定阈值的液压流体量的多个离散级的输出,
-具有指示存在于所述箱中的液压流体量的多个离散级的输出,
-指示存在于所述箱中的所述液压流体量的模拟输出。
所述膜检测器设备可以提供瞬时输出和/或基于随时间的两次或更多次检测而处理的输出。
所述膜检测器设备可由骑车人择性地致动。
替代地或附加地,所述膜检测器设备可以仅在控制器的控制下周期性地致动。
在这种情况下,所述膜检测器设备可以具有待机模式,并且所述控制设备可以设置有唤醒系统。
所述膜检测器设备可以包括至少一个输出设备或与至少一个输出设备相关联,所述输出设备优选地选自由下列项组成的组:
-至少一个可听指示器,
-至少一个发光指示器,以及
-通信设备。
所述至少一个传感器和所述至少一个发光指示器(如果存在的话)可以容纳在同一印刷电路板的相反两面上。
手动致动构件可以被构造成在受到预定手动作用时直接或间接地施加力,并且所述主缸组件可以被构造成将力转换成液压流体的压力。
在一个方面,本发明涉及一种自行车盘式液压制动系统,其包括:
-如上所述的至少一个控制设备,
-相应的液压制动设备,所述液压制动设备流体连接到所述主缸组件,以及
-数据处理系统,所述数据处理系统被配置成:
--基于所述膜检测器设备的所述至少一个输出来评估所述填充的室的体积,并且当所述填充的室的所述评估体积小于至少一个体积阈值时发出至少一个信号,和/或
--在至少两个连续时间瞬时,基于所述膜检测器设备的所述至少一个输出来评估所述膜的移位速度,并在所述移位速度高于最大速度阈值时发出信号,
其中,所述数据处理系统是所述液压制动系统的部件的一部分,例如,它是所述控制设备的一部分。
在所述液压制动系统中,所述控制设备和所述制动设备通过导管流体连接,形成制动流体回路,在使用状态下,制动流体在制动流体回路中密封并处于真空状态。
所述制动设备可以包括至少一个从动缸组件。
所述从动缸组件可以包括缸、活塞和摩擦元件,所述活塞通过在缸内往复运动而移动,所述摩擦元件通过所述活塞移动。
在另一方面,本发明涉及一种自行车装备,其包括:
-自行车盘式液压制动系统,其包括:
--如上所述的至少一个控制设备,
--相应的液压制动设备,所述液压制动设备流体连接到所述主缸组件,以及
-速度换档系统,
所述至少一个控制设备包括至少一个第二手动致动构件,所述至少一个第二手动致动构件被配置成发出速度换档命令,
-数据处理系统,所述数据处理系统被构造成:
--基于所述膜检测器设备的所述至少一个输出来评估所述填充的室的体积,并且当所述填充的室的所述评估体积小于至少一个体积阈值时发出至少一个信号,和/或
--在至少两个连续时间瞬时,基于所述膜检测器设备的所述至少一个输出来评估所述膜的移位速度,并在所述移位速度高于最大速度阈值时发出信号,
其中,所述数据处理系统是所述速度换档系统的部件的一部分,例如,它是与所述后轮的轮毂相关联的所述速度换档系统的换档组件的一部分。
就所述液压制动系统而言,上述考虑适用。
在所述液压制动系统或在所述自行车装备中,所述数据处理系统可构造成:
-基于所述膜检测器设备的所述至少一个输出,评估所述液压制动设备的所述至少一个摩擦元件的磨损和/或存在与否,和/或
-基于所述膜检测器设备的所述至少一个输出,评估所述液压流体在所述液压制动系统的制动流体回路中的正确密封。
在所述液压制动系统或所述自行车装备中,所述数据处理系统还可以被构造成在至少两个连续时间瞬间,基于所述膜检测器设备的所述至少一个输出来评估所述膜的位移幅度。
所述数据处理系统可以包括微控制器。
替代地或附加地,所述数据处理系统可以包括电部件和/或离散电子部件。
在一个方面,本发明涉及一种用于控制自行车盘式液压制动系统的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供制动系统,所述制动系统包括:
-至少一个控制设备,其包括:
--手动致动构件,所述手动致动构件被配置成发出制动命令,以及
--主缸组件,所述主缸组件包括缸、活塞以及液压箱,其中所述活塞能够通过克服回位弹簧的作用在所述缸内往复运动而移动,所述液压箱包括底部、顶板和膜,所述膜将所述液压箱分成可变体积填充的室和互补可变体积空室,所述箱流体连接到所述缸,其中所述活塞响应于所述手动致动构件的致动而在所述缸内移位,以及
--膜检测器设备,所述膜检测器设备包括用于所述膜在所述箱中的预定位置存在与否的至少一个传感器和/或所述膜距所述箱的所述顶板的距离计量仪,以及
-相应的液压制动设备,所述液压制动设备流体连接到所述主缸组件,
b)利用处理装置,基于所述膜检测器设备的输出,评估所述膜在所述箱中的位置,以及
c)利用处理装置,基于所述膜在所述箱中的位置和/或其随时间的移位速度,评估所述液压制动设备的至少一个摩擦元件的磨损和/或存在与否和/或所述液压流体的正确密封。
评估所述磨损可以包括:当所述膜距所述箱的所述顶板的距离大于预定最大距离阈值时,确定所述磨损高于预定最大磨损阈值。
评估所述磨损可以进一步包括:当所述膜距所述箱的所述顶板的距离小于所述预定最大距离阈值且高于预定警戒距离阈值时,确定所述磨损高于预定警戒磨损阈值。
评估所述液压流体的所述正确密封可以包括检查所述膜随时间从所述箱顶板的移位速度小于预定速度阈值。
该方法还可以包括当所述至少一个摩擦元件的磨损高于最大磨损阈值和/或不存在所述至少一个摩擦元件和/或液压流体的密封不正确时发出报警信号。
附图说明
参考附图,通过对本发明的示例实施例的描述,本发明的进一步特征和优点将变得更加清楚,在附图中:
-图1示意性地示出了自行车液压制动系统,
-图2至图15示意性地示出了自行车液压制动系统的在不同操作状态下的一些部件,
-图16示意性地示出了在不同操作状态下的液压箱以及相关联的传感器,
-图17类似于图16,但其中液压箱具有不同类型的传感器,
-图18和图19分别以透视图和部分截面透视图示出了液压箱的膜,
-图20和图21示意性地示出了可用于自行车液压系统的印刷电路板的不同面,
-图22示意性地示出了可用于自行车液压系统的不同印刷电路板,
-图23示出了自行车液压制动系统的控制设备部分,
-图24示意性地示出了穿过图23的控制设备的截面图,
-图25示出了自行车液压系统的主缸组件和与其相关联的运动机构,以及
-图26至图27示出了自行车液压系统的制动设备,它们分别是没有摩擦元件和设置有摩擦元件的图,其中图27为剖开立体图。
具体实施方式
图1以完全示意的方式示出了根据本发明实施例的自行车盘式液压制动系统1。
所示的制动系统1包括:手动控制设备2和车轮的制动设备3,制动设备3也称为制动卡钳,其中该手动控制设备2和制动设备3通过导管4流体连接以形成制动流体回路;以及在使用状态下的液压流体5,液压流体5也称为制动流体5,在制动流体回路内密封并处于真空状态。在图中,只要有可能,制动流体5以在任一方向上的倾斜线来示意。
本领域的技术人员将理解,通常,自行车制动系统包括:分别与自行车的前轮和后轮相关联的一对制动设备3;以及一对控制设备2,一个控制设备与前轮的制动设备3相关联并通常安装在车把的左握把处,另一个控制设备与后轮的制动设备3相关联并通常安装在车把的右握把处——但是控制设备2的其它安装位置通常是可能的。
控制设备2包括手动致动构件6和致动器或主缸组件7,该手动致动构件6被构造成在受到预定的手动作用时直接或间接地施加力,该致动器或主缸组件7用于将力转换成制动流体5的压力。
主缸组件7包括缸8和活塞9,该活塞9能够通过克服回位弹簧10的作用在缸8内往复运动而移动。垫片11、12可分别布置在活塞9的头部13和推力端14处。仅在图1中示意性地示出的垫片11、12,优选地是所谓的“唇形密封环”类型。
主缸组件7还包括流体连接到缸8的箱20,箱20被构造成包含制动流体5的供应源。箱20和缸8通常通过主通路21和润滑通路21a流体连接。
所述箱包括“顶板”22和底部23。
在说明书和所附的权利要求书中,箱的“顶板”指的是与构成箱的主通路的壁相对的箱壁,箱的构成主通路的壁在此指示为箱的“底部”。因此,这些术语仅参考箱本身定义,它们不应被理解为绝对的空间参考,因为箱的底部和箱的顶板不一定在水平面中延伸。事实上,在实践中它们有不同的倾斜度。
箱20被表示为它是直矩形棱柱,它还包括侧向壁24,但在实践中它可以具有不同的形状。
在本说明书和所附的权利要求书中,箱的“侧向壁”的表达应理解为箱20的壁在顶板22与底部23之间延伸的所有区域。
手动致动构件6典型地是杆型的,如以完全示意的方式所示。适当的运动机构(图1中未示出,但参考例如图25的运动机构131)可以插置在手动致动构件6与主缸组件7之间,特别是在手动致动构件6与活塞9之间。
杆的拉力或通常手动致动构件6上的手动动作决定主缸组件7的活塞9在压缩制动流体5和回位弹簧10的方向上的推力。当杆上的拉力被释放时,或者通常当手动致动构件6上的手动作用停止时,回位弹簧10减压,从而决定活塞9在相反方向上的推力。
箱20允许包含在活塞9的头部13下游的制动流体5的量改变,如下面更好地讨论的那样。因为制动流体5的回路必须保持在真空状态下,所以在箱20中设置了膜25,该膜25将箱20分为可变体积填充的室26和互补可变体积空室27。膜25保持与制动流体5的自由表面接触。
在箱20中,在膜25上方,例如在该箱的顶板22中,形成通气孔28,以便确保从空室27侧对膜25施加的压力是大气压力。
在图1以及下文所描述的图2至图15中,膜25在不同位置用直线示意性地表示,但在实践中,膜25可以例如在箱20内的其周围区域处固定在位,并且具有可变形的中央区域,该可变形的中央区域通常采用弯曲构造,具有可变曲率半径。同样仅以举例说明的方式,再次参考随后描述的图18至图19。
制动设备3包括:流体连接到导管4的一个或多个致动器或从动缸组件30;以及相应的摩擦元件31或衬片31,该摩擦元件31或衬片31通过相应的从动缸组件30移动,与盘W接合或脱离接合,其中该盘W和与制动设备3所关联的自行车车轮的轮毂(未示出)一体旋转。
在图1中仅以举例说明的方式所示的制动设备3包括:一对从动缸30和一对衬片31,其中该一对从动缸30支撑在固定的相互位置上并且具有基本平行和会聚的压缩方向,该一对衬片31可以从闲置位置和关闭位置转移,其中在该闲置位置,该一对衬片31彼此保持一定距离,从而形成空间或间隙35,在空间或间隙35中,盘W可以自由旋转,在关闭位置,它们与盘W接触并推靠在盘W上以通过摩擦来制动盘W。然而,在盘W的任一侧,可以固定摩擦元件31或衬片。
该从动缸组件或每个从动缸组件包括缸32和活塞33,该活塞33能够通过在缸32内往复运动而移动一冲程,该冲程是可变的,如下文更好地讨论。通常具有正方形横截面(“方形环”或“Q环”)的垫片34插置在活塞33与缸32之间。
当制动系统1未损坏时,制动流体5的量是正确的,并且更确切地说,作为假设,制动流体5的量处于最大允许量,并且衬片31未损坏,接下来在下文中参考图2至图5描述制动系统1的操作,暂时忽略垫片的磨损,其中为了简单起见,省略了制动系统1的一些元件。为了简洁起见,在图3至图5中没有标出附图标记,在图6至图15中也没有标出附图标记。
在闲置或非制动状态(图2)下,在控制设备2中,特别是在主缸组件7中,活塞9完全位于缸8中后方,并且其头部13位于润滑通路21a与主连通通路21之间,其中该润滑通路21a与主连通通路21在缸8与箱20之间——如上所述,该头部可以设置有抵靠缸8的壁的环形密封垫片11(参考图1)。仅稍微偏置回位弹簧10以确保活塞9完全回位,箱20几乎装满。箱20中的制动流体5处于高液位,处于上述假设下允许的最大液位,并且膜25靠近箱20的顶板22。制动流体5还在活塞9周围形成覆盖层(在图中被夸大),以便提供适当的润滑。
在制动设备3或制动卡钳中,活塞33完全向后并且衬片31脱离与盘W的接合。在上述衬片31未损坏的状态下,间隙35完全打开到最大允许程度。垫片34(为了清楚起见在图2至图15中夸张地示出)没有受应力。
当在控制设备2中活塞9开始在压缩方向上推进时,只要活塞9的头部13保持定位在润滑通路21a与主通路21之间,压缩弹簧10就被部分压缩,制动流体5通过主通路21被压入箱20中,并且箱20中的流体液位升高直到基本上完全充满箱。
当如图3所示,在控制设备2中,活塞9的头部13到达主通路21,从而关闭主通路21时,箱20中的流体液位最大;膜25被示出在箱20的“顶板”22处,填充的室26具有与箱20的最大体积基本上对应的最大体积,空室27具有基本为零的最小体积。在实践中,如果膜25在其周围区域被保持住,膜25(或至少其中央区域)具有最大曲率的构造,其中凹面面向主通路21。在制动设备3中,不发生变化。
在制动设备3中还没有发生任何变化。
必须强调的是,在图2和图3中,在箱20中制动流体5的液位和膜25的暂时位移被故意夸大以使其变得明显,但在实践中,在活塞9的冲程的初始阶段,在活塞的头部13到达主通路21之前,液体5的液位的增加相对于箱20的总体积来说也可能非常小。
随着活塞9克服回位弹簧10的力的压缩冲程继续,由于主通路21关闭,箱20中的流体液位保持在其升高的液位处不变(忽略由于润滑通路21a可能的液位调整),并且制动流体5被推进到导管4中,进一步填充从动缸组件30的该缸32或每个缸32,并将制动设备3中的活塞33推向盘W;垫片34开始变形。图4表示活塞33在此状态下的任意位置。
在图5所示的手动致动构件6的最大致动状态下,箱20中的流体液位仍然处于其升高的液位,等于在上述假设下允许的最大液位,并且回位弹簧10相对地被压缩。在制动设备3中,活塞33延伸这样的总冲程,从而使衬片31与盘W接触并推靠盘W,从而引起自行车车轮的制动。垫片34从其闲置状态起的弹性变形最大,对应于活塞33的预定冲程。
以相反的顺序参考相同的图2至图5,当释放手动致动构件6时,在制动设备3中,垫片34逐渐恢复所遭受的弹性变形(恢复也称为“回弹”),返回到其初始状态,这对应于活塞33的所述预定冲程。缸32逐渐排空,活塞33和衬片31返回到与盘W不接触的向后位置,从而使自行车车轮自由旋转。
控制设备2中的回位弹簧10的返回作用导致制动流体5从制动设备3返回到主缸组件7的缸8中,并且在活塞9的头部13到达主通路21之后,制动流体5从箱20返回到缸8,箱20本身有少量排空。膜25返回到初始位置,并且制动设备3的箱20与缸32之间的压力重新平衡。
润滑通路21a允许少量制动流体5在主缸组件7的缸8与箱20之间通过,以便润滑活塞9和缸8的内壁。
因此,膜25对顶板22的靠近是暂时的,并且在活塞9压缩弹簧10的冲程和/或其返回冲程的(至少)一段期间发生。特别地,这种暂时靠近通过在主缸组件7的缸8中的活塞9的头部13经过主通路21时开始和结束。
当衬片31磨损时,即当摩擦材料(衬垫或“复合物”)由于制动期间产生的摩擦力而磨损时,仍然假定制动系统1没有损坏并且制动流体5的量是正确的,在上述假设下的最大允许量下,制动系统1的操作是相同的,然而,从动缸组件30的活塞33的增加的压缩冲程对于衬片或摩擦元件31到达与盘W接触并推靠盘W是必要的。垫片34在其变形状态下确实允许活塞33在压缩方向上朝向盘W滑动,而不允许活塞33在相反方向上滑动。换句话说,随着衬片31磨损,在活塞33的压缩冲程超过垫片34的弹性变形时,活塞33也发生滑动,而在减压冲程期间,仅发生垫片34的弹性变形的恢复(“回弹”)。因此,在从动缸组件30的缸32中,随着衬片31的磨损,必须泵送增加量的制动流体5,并且,在主组件7的活塞9的冲程相等的情况下,箱20一点一点地排空。
图6至图9示意性地示出与图2至图5的位置相对应的位置,用于严重磨损的衬片。可以注意到,活塞33在制动期间的冲程对于新的衬片31和磨损的衬片31来说都具有相同的程度,并且取决于垫片34的最大弹性变形及其恢复或“回弹”。然而,当衬片31磨损时,相对于衬片31新时活塞33从缸32突伸更多(也在闲置位置),突伸程度对应于相应衬片31的磨损。在从动缸组件30的缸32中有相对应较大量的制动流体5,而在主缸组件7的箱20中有相对较小量的制动流体5。
参考表示闲置状态或无制动状态的图6,可以看出,膜25紧邻箱20的底部23,填充的室26具有相对较小的体积,当衬片31完全磨损时,该体积变得最小,并且基本上为零,而空室27具有相对较大的体积,当衬片31完全磨损时,该空室的体积变得最大,并且基本上等于箱20的体积。在实践中,当衬片31完全磨损时,如果膜25在其周围区域处被保持住,膜25具有在与上面参考图3所提到的方向相反的方向上最大曲率的构造,即,凸面面向主通路21。相对于衬片31未磨损时,膜25距箱20的顶板22的距离较大。
当垫片34处于最大变形状态时以及随后排空箱20时的从动缸组件30的活塞33的滑动行为可以参考图10至图15更好理解,其中,这种现象甚至更加明显,因为它们表示衬片31(或其复合物)突然脱离后的第一次制动,这可以被认为相当于衬片31的突然、严重磨损。图10至图13示意性地示出对于新衬片,与图2至图5的位置相对应的位置;在图13中,特别地,垫片34处于最大变形。然而,由于没有与盘W接触,因此从动缸组件30的活塞33继续前移,控制设备2中的主缸组件7的活塞9继续前移,进一步压缩弹簧10,直到在图14所示的状态下,从动缸组件30的活塞33与盘W形成接触,弹簧10处于最大压缩状态。当手动致动构件6释放时,活塞33仅在上述回弹期间向后移动,垫片34伸直,弹簧推进主缸组件7的活塞9到冲程结束。从箱20中抽取额外量的制动流体5,该额外量的制动流体5等于从动缸组件30的活塞33的滑动位移的体积。因此,箱20中的液位不返回到图10的初始液位,而是进一步降低,如图15所示,其表示制动后的最终状态。膜25与顶板的距离很大,类似于衬片31严重磨损的情况。膜在图11的位置与图15的位置之间的总位移相对于衬片31正常磨损的情况是大的且相对快的。
转回到图1,制动系统1的控制设备2具有膜检测器设备40,该膜检测器设备40被配置成检测膜25在箱20中至少一个预定位置的存在与否和/或膜25距箱20的顶板22的距离。因此,在其一些实施例中,设备40也可以称为膜25距箱20的顶板22的距离计量设备40。
基于上述观察,并如下文更好地解释,申请人认为不仅膜25在箱20内的位置,特别是它距顶板22的距离,指示了填充的室26的体积(或填充的室26与空室27之间的相对体积),因此指示箱20中包含的制动流体5的量,以及衬片31的存在与否和其磨损,以及总的来说液压设施1的完整性(没有制动流体5的泄漏),而且其随时间的位移是其正确组装的指示,特别是正确组装和因此是主缸组件7正确操作的指示,特别是主通路21没有被堵塞并且活塞9的头部13的垫片11(如果存在的话)没有损坏并正确定位的指示。
在后一个方面,申请人已经观察到,主通路21的堵塞导致箱20中制动流体5液位没有暂时升高(例如,参见图2至图3或图6至图7),并且当活塞9的头部13在主通路21处时,膜25没有暂时靠近顶板22。因此,膜25的暂时位移为零或在任何情况下都小于预定阈值。
相反,如果垫片11不是未损坏的或没有正确定位,或者一般而言,如果活塞9的头部13与缸8之间没有充分的密封,则在主通路21处可能发生制动流体5的泄漏。因此,活塞9通过手动致动构件6的推进导致另外的制动流体5进入到箱20中的推进。因此,箱20中的制动流体5的液位比在主缸组件7正确操作状态下升高得更多。因此,膜25的位移,特别是其对箱20的顶板22的靠近,大于预定阈值。
总体而言,在主缸组件7正确操作的情况下,膜25对箱的顶板22的暂时靠近保持在预定靠近范围内;而在操作不正确的情况下则与此不同。
因此,膜检测器设备40可以实现填充的室26的体积的换能器设备和/或存在于液压制动系统1中的制动流体5的体积的换能器设备。
通过膜检测器设备40,可以实现液压制动系统1的一个或多个摩擦元件或衬片31的磨损和/或存在与否的评估设备,和/或液压制动系统1的液压流体的正确密封的评估设备,和/或主缸组件7的正确操作的评估设备。
膜检测器设备40可以包括布置在箱20的顶板22处的一个或多个传感器41和/或布置在箱20的侧向壁24处的一个或多个传感器42,如果存在的话,以及可能由膜25支承的一个或多个可检测构件45。
如果存在的话,可检测构件45被配置成与膜检测器设备40的传感器41、42中的一个或多个交互。
例如,当该传感器41、42或每个传感器41、42是接近传感器时,或实现具有由膜承载的(多个)可检测元件45时,该传感器41、42或每个传感器41、42检测膜25在其“视场”中并且因此在箱20中的预定位置的存在或不存在。
可以限定与箱20内制动流体5的预定液位(例如最小可容许液位)相对应的膜阈值位置25,并提供单个接近传感器,该接近传感器的视场46包括所述膜阈值位置25或其区域。在排空箱20期间,例如由于衬片31的磨损、制动流体5的回路的泄漏或衬片31的掉落,膜25越过所述阈值位置,从而触发接近传感器41、42、43。
通过提供例如具有不同视场的多个接近传感器(或者,通常,通过提供用于膜在相应预定位置的存在的多个传感器),仅以传感器41a、41b;42c、42d作为示例来描绘;具有在图16中的相应的视场46a、46b、46c、46d,可以设定不同的阈值位置,从而检测箱20中制动流体5的不同阈值量。
如果接近传感器的数量足够多,并且如果相应视场基本邻接和/或重叠,则还可以实现差不多精确的距离计量仪40,并因此根据在任何给定时间有多少个和/或哪个(哪些)接近传感器检测到膜25,从而获得存在于箱20中的制动流体5的量的定量指示。
替代地,该传感器41、42或每个传感器41、42本身是距离计量仪,或者实现具有由膜支承的(多个)可检测元件45,其被构造成测量箱20的顶板22与膜25之间的距离。
为了检测在预定位置(阈值位置)的存在与否或测量距离,优选地,将该接近传感器41或每个接近传感器41布置在箱20(传感器41)的顶板22上,面向膜25的尽可能中央的区域,即,尽可能远离其固定到箱20的周围区域,因为在这样的中央区域中,随着填充的室26或空室27的体积的变化,膜25有最大相对位移。然而,(传感器42)放置在侧向壁24上也可以是有效的。
从构造的观点来看,合适的接近传感器41可以是磁传感器,与磁体协作,其中该磁体作为固定到膜25上并随膜25移动的可检测构件45。一个合适的磁传感器是簧片传感器。在使用中,直到磁体45靠近磁簧片传感器,该磁簧片传感器例如是断开开关;当磁体45离磁簧片传感器足够远时,磁簧片传感器不再受磁场的影响并切换状态,例如闭合。因此,接近传感器41的视场通常是包括与簧片传感器零距离的位置范围(参见与图17中例示的传感器41e、41f相关联的视场46e、46f)。然而,簧片传感器的视场,并且因此在其下方检测到磁体的最小距离,取决于其灵敏度。通过在箱20的顶板22上设置具有不同灵敏度的多个簧片传感器41,因此可以实施膜25的不同阈值位置:只要磁体45被所有传感器41检测到,则膜25的距离被认为高于安全阈值,这指示箱20足够满;当具有最低灵敏度的簧片传感器不再检测到磁体45时,膜25的距离被认为低于第一阈值(箱20处于“储备”状态下),当具有最高灵敏度的簧片传感器也不再检测到磁体41时,膜25的距离被认为低于最小安全阈值(过于空的箱20)。如果传感器多于两个,则可以检测膜25的中间位置。在簧片传感器相对于已经描述的情形以双重方式打开或关闭的情况下,操作可能相反。
簧片传感器的灵敏度的调整也可以经由通过用精密螺钉支撑件安装该簧片传感器来提供,如下面参考图22更好地描述。以这种方式,允许自行车制动系统1的最终用户或安装者选择该液位阈值或每个液位阈值,例如对应于衬片的期望磨损程度。
在制动流体泄漏或衬片31掉落的情况下,箱内的液位可能迅速改变,例如首先由所有簧片传感器检测到膜25,然后立即仅由灵敏度最高的簧片传感器检测膜25。
作为簧片传感器的替代,也可以使用能够检测磁体的移动或位置的另一类型的磁传感器。例如,可以使用霍尔传感器,特别是3D霍尔传感器,或磁阻传感器,例如AMR(“各向异性磁阻”)传感器、GMR(“巨磁阻”)传感器或TMR(“隧道磁阻”)传感器。所有上述传感器检测磁场并输出与检测到的磁场的位置、角度、力和/或方向有关的信号,因此也允许配置计量设备40;在3D传感器的情况下,可以检测在磁场空间中的移动。此外,有利地,这些传感器能够执行磁场的高精度测量,并仍然具有极其紧凑的占地面积和低能耗。
代替磁体45,磁化橡胶可以用于膜25。
参考图18至图19,优选地,在使用磁传感器的情况下,在膜25(其形状仅以举例说明的方式给出)中,形成凹穴47,该凹穴47包括两个重叠层和切口48,在这些层中的一个层中,优选地在箱20的空室27侧上,切口48例如是直的或圆形的。例如,可以通过在膜25的模具中提供“蘑菇状”突起来制造凹穴47。
通过切口48将磁体45压入凹穴47中,并且由于膜25的弹性,膜25闭合到磁体45上,保持磁体45在凹穴47中。根据重叠层的相互厚度,可以使磁体45在膜25的任一侧或多或少地突伸,从而使其体积从填充的室26的体积(如在图19的例示情况中)或从空室27的体积中减去。替代地,磁体45可以在膜25的任一侧胶合或以其它方式固定到膜25上。
合适的接近传感器41、42也可以是光学传感器。光学传感器通常包括光源,优选为LED,以及光电二极管或光电晶体管,当膜25(或由膜支承的可检测构件45)处于光学传感器的视场中时,光电二极管或光电晶体管定位成接收由光源发射并由膜25反射的光。
可以选择光学传感器和/或其极化电路的特性,使得由膜25反射并由光电二极管或光电晶体管接收的光的强度,以及由此光学传感器的响应,随着膜25在视场中的位置的改变而改变,这种改变的程度甚至可以与箱20的最大尺寸相当。
此外,单个光学传感器可以因此配置距离计量仪40。
在使用光学传感器的情况下,可以适当地提供反射插件,或者在任何情况下由比形成膜25的材料更强反射的材料制成,从而作为膜25上的可检测构件45。这样的(相对地)反射性插件可以与参考磁体公开的情况下类似地胶合在膜25上或插入凹穴47中。
替代地,可以使用彩色膜。在红外光学传感器的情况下,红色膜被证明是优选的。
应当注意,光学传感器的响应还可以取决于膜25的其它特性,例如材料、颜色、局部曲率,但是可以适当地考虑所有这些因素,从而可能提供对光学传感器的输出信号的适当处理。
光学传感器可以位于箱20的顶板22的内表面上,或者在顶板22是透明的情况下,可以位于其外表面上。
可以提供不同类型的多个传感器。例如,可以设置以下距离计量仪和接近传感器,其中该距离计量仪具有与距箱顶板22较大距离范围相对应的视场,该距离计量仪具有与短距离范围相对应的视场,反之亦然。
总而言之,膜检测器设备40可以提供对应于箱20中大于或小于预定阈值的制动流体5的量的两级输出;具有对应于小于给定数量的预定阈值的制动流体5的量的多个离散级的输出;或者具有指示箱20中存在的制动流体5的量的若干个离散级或模拟的输出。
此外,膜检测器设备40可以提供瞬时输出和/或基于随时间的两次或更多次检测而处理的输出。
如上所解释,如果制动系统1中的制动流体5的量不够,例如因为液压制动系统1不是未损坏的,那么箱20中的制动流体5的液位永远不会升高到最大预见液位——如上面所解释的,对应于活塞9的头部13在主通路21处的瞬间——即填充的室26永远不会处于最大预见体积,或者膜25永远不会处于距箱20的顶板最小、基本上为零的距离。在制动流体5泄漏的情况下,填充的室26的体积根据泄漏的程度或多或少地迅速减小,甚至减小到零,并且膜25到达箱20的底部23,即距箱20的顶板22的最大距离。在活塞9的头部13处泄漏的情况下,例如在垫片11损坏或定位不正确的情况下,膜25比在主缸组件7正确操作的情况下移动得更靠近顶板22。在主通路21堵塞的情况下,在活塞8的头部13经过主通路21之后,在活塞9的冲程长度期间,膜25不会暂时移动靠近顶板22。
膜检测器设备40的输出信号和/或其随时间的变化和/或其变化率可有利地用于对制动系统1的诊断,特别是对其主缸组件7的诊断,在离开工厂时(作为品质控制)或在替换衬片31之后或在排放操作之后,可能在用制动设备3的活塞33的间隔件暂时替换衬片31,以及在液压系统1的使用期间,以便检查衬片31的介入泄漏和/或磨损和/或它们的意外掉落和/或上文提到的其它可能的缺陷。
膜检测器设备40还可以包括用于一个或多个历史检测值的存储装置50或与存储装置50相关联,存储装置50由离散部件实现。
膜检测器设备40还可以包括用于处理其瞬时和/或历史输出的数据处理系统51或与该数据处理系统51相关联。
该数据处理系统可以包括电部件和/或离散电子部件和/或微控制器,其也可以实现为存储器装置50。
该处理可以包括,例如,评估当前检测值和/或将至少一个历史检测值与至少一个当前检测值进行比较和/或计算检测值的变化率。
数据处理系统可以被配置成:
-基于膜检测器设备40的所述至少一个输出来评估填充的室26的体积,并且当填充的室26的评估体积小于至少一个体积阈值时,输出至少一个信号,和/或
-在至少两个连续时间瞬间,基于膜检测器设备40的所述至少一个输出来评估膜25的移位速度,并且当移位速度高于最大速度阈值时发出信号,和/或
-基于膜检测器设备40的输出来评估膜25在箱20中的位置,和/或
-在至少两个连续时间瞬间,基于膜检测器设备的所述至少一个输出来评估的位移幅度,和/或
-基于膜检测器设备40的所述至少一个输出来评估液压制动设备3的至少一个摩擦元件31的磨损和/或存在与否,和/或
-基于膜检测器设备40的所述至少一个输出,例如基于膜25在箱20中的位置和/或其随时间的移位速度,来评估液压流体5在液压制动系统1的制动流体回路中的正确密封。
评估磨损可以包括,例如,当膜25距箱20的顶板22的距离大于预定最大距离阈值时,确定磨损高于预定磨损阈值,和/或还可以包括,当膜25距箱20的顶板22的距离小于预定最大距离阈值且大于预定警戒距离阈值时,确定磨损大于预定警戒磨损阈值。
评估液压流体的正确密封可以包括例如验证膜25随时间从箱20的顶板22的移位速度小于预定速度阈值。
替代地或附加地,数据处理系统51可以被配置成:
-评估膜25距箱20的顶板22的距离的计量设备40的输出信号是否指示膜25暂时靠近顶板22,特别是具有对应于预定靠近范围的程度,以及
-如果该评估结果是肯定的,则确定主缸组件7正确操作,如果该评估结果是否定的,则确定主缸组件7未正确操作。
以这种方式,数据处理系统51实现了对自行车盘式液压制动系统1的诊断,特别是对其主缸组件7的诊断,其中术语“诊断”意思是指示目的是明确阐述对各种零件的状态和操作的判断的检查,包括“测试”。
数据处理系统51可以是如图所示的控制设备2的一部分,或者可以是液压制动系统1的不同部件的一部分。
控制设备2也可以是自行车装备的一部分,除液压制动系统外,还包括速度换档系统(未示出)。在这种情况下,控制设备2还可以包括至少一个第二手动致动构件(例如参照随后描述的图23中的换挡杆70、71),该至少一个第二手动致动构件被配置成发出齿轮比改变命令。在这种情况下,数据处理系统51可以是与后轮轮毂相关联的速度换档系统的部件的一部分,例如可以是其换档组件的一部分。
膜检测器设备40还可以包括一个或多个输出设备52或与一个或多个输出设备52相关联。
例如,数据处理系统51可以被配置成在摩擦元件31的磨损高于最大磨损阈值和/或该至少一个摩擦元件不存在和/或液压流体5的密封不正确和/或主缸组件7未正确操作时发出报警信号。
仅以举例说明的方式,在图1中以完全示意的方式示出了发光指示器53、可听指示器54和与第二通信设备(未示出)通信的通信设备56,这些设备都不是严格必需的。
膜检测器设备40还可以包括供电电源57或与供电电源57相关联,供电电源57提供对上述部件的供电。
此外,输出设备52或它们中的一些可以是如图所示的控制设备2的一部分,或者是液压制动系统1的不同部件的一部分,或者是速度换档系统的部件的一部分,例如与后轮的轮毂相关联的换档组件的一部分。
在这种情况下,输出设备52可以使用发光和/或可听指示器,该发光和/或可听指示器还旨在用于发出与在例如通过微控制器51的适当控制下的换档或其它自行车装备有关的信号,和/或供电电源57也可以用于为控制设备1的其它部件供电。
通信设备56可以是例如通信模块,优选地是例如根据蓝牙、蓝牙低能量或ANT+协议的短距离和低耗通信模块。
发光指示器53可以包括一个或多个LED或其它发光源。例如,一旦箱20中的制动流体5的液位降低到低于预定阈值液位,单个发光指示器就可以亮起。当存在多色LED或另一多色源时,或者存在多个LED或其它不同颜色的源时,或者存在LED阵列时,可以提供多个视觉指示,例如通过当制动流体5的液位低于第一阈值时接通橙色灯或闪光灯,以及当流体5液位低于小于第一阈值的第二阈值时接通红色灯或稳定灯;或者通过随着箱20排空,关断LED阵列的顶部或右端的LED来提供箱20中包含的制动流体5的量的视觉指示。
可听指示器54例如可以是小蜂鸣器,并且可以发出一个或多个声音,以提供关于箱20中制动流体5的液位的差不多准确的传达。
电池供电电源57可以专用于膜检测器设备40,或者也可以旨在为容纳在控制设备2中的其它电设备或电子装置供电,其它电设备或电子设备可能包括上述数据处理系统51、存储器装置50和/或输出设备52。替代地,电池供电电源57可以有利地是自行车计算机或智能手机、平板电脑或以固定或可移动方式连接到控制设备2的其它计算机的电池供电电源57。仅举例说明,通信可以通过微USB连接器进行。
为了尽可能多地遏制能量消耗,膜检测器设备40可以在所述数据处理系统51的控制下仅周期性地启用,例如以预定的时间间隔或实施制动计数器,例如对于由在手动致动构件6的压力下启用的微开关产生的脉冲进行计数,一天一次或一周一次或一个月一次等。
替代地或附加地,膜检测器设备40或一般来说控制设备2可以具有待机模式,并且箱20或一般来说控制设备2可以设置有例如基于加速度计的唤醒系统。
还可以将膜检测器设备40设置成能够由骑车人选择性地致动。
作为电池供电电源57的替代或补充,控制设备2还可以包括“能量采集”系统,其利用例如太阳能、动能或其它东西。
有利地,传感器41、42中的一个或多个和输出设备52中的一个或多个被容纳在单个印刷电路板或PCB 60的相反两面上,在图20至图21中以举例说明的方式示出。还示出了通向供电电源55的供电连接器61。
图22以举例说明的方式示出了承载用于安装膜检测器设备40的传感器以完成灵敏度调整的精密螺钉支撑件62的PCB 60。
图23至图27以举例说明的方式示出如上所描述的制动系统1的主要部件的实际实施例。相似的部件用相同的附图标记表示。
就控制设备2而言,在图23至图24中,可以识别主体130,其被构造成固定到自行车车把上,可以是可抓握的,其中形成或固定主缸组件7,并且手动致动构件6或制动杆铰接在主缸组件7上。另外,可以看到上述换档杆70、71,作为速度换档系统的手动致动构件的示例。
PCB 60优选地固定在合适位置,如在图23至图24中以举例说明的方式所示的,其中合适位置邻近箱20的顶板22或侧向壁24并邻近控制设备2的外表面。
如果控制设备2被保护套(未示出)覆盖,则保护套可在输出设备52处或每个输出设备52处设置适当的孔,并设置可能的保护窗,例如用于保护一个或多个发光指示器53的透明窗。
当设置有发光指示器53或可听指示器54时,优选地,PCB 60在自行车使用状态下并且特别地在骑车人可见的骑车人的近侧位置邻近控制设备2的外表面,例如在所谓的“弯把”型的弯曲车把的控制设备的近侧面上,如图所示。
还可以看到运动机构131,它插置在手动致动构件6或制动杆与主缸组件7的缸8之间,在图25中更明显地看出。
在主缸组件7中,可以看到上面讨论的部件,并且还有帽132,该帽132被构造成将垫片11(如果设置的话)保持在活塞9的头部13上并支撑回位弹簧10。帽132并非严格必需的。
有利的是,箱20部分地由与主体130一体的区域133形成,并且部分地由覆盖物134形成,但是这并不是严格必需的。有利地,膜25的周围区域135与控制设备2的主体50一体地水密密封地夹持在覆盖物134与区域133之间。
可以看到,也可以参考图18至图19,示例膜25具有基本盆状的形状,并且具有中央区域136,该中央区域136具有基本平坦区137和环形区域138,该基本平坦区137分别在充满箱20的状态下符合顶板22,在空箱20的状态下符合底部23,所述周围区域135旨在固定到箱20上,该环形区域138插置在基本平坦区137与周围区域135之间,根据存在的制动流体5的量,该环形区域旨在符合箱20的侧向壁24的可变区域并粘附到箱20的侧向壁24的可变区域。在膜25的无应力状态下,周围区域135和中央区域136的基本平坦区137在保持基本平行的平面中延伸,而环形区域138与所述平面基本正交地延伸。
与主体130一体的区域133限定了箱20的底部23,并且优选地限定了其侧向壁24的第一部分。覆盖物134限定箱20的顶板22,并且优选地限定其侧向壁24的剩余部分。因此,与主体130和覆盖物134一体的区域133都是凹形的,并且具有面向彼此的凹面。
优选地,与主体130和覆盖物134一体的区域133具有与箱20的侧向壁24的相应部分的大致相同的深度(或高度)以便膜25在其在箱20的顶板22和底部23处的两个极端位置处采用基本上镜像的曲率。
关于控制设备2和箱20的进一步细节,请参考上面引用的文献EP3835191A1,如同该文献直接并入在本文中一样。
应当注意的是,箱20也可以具有球形或几乎球形的形状,其中膜25在周围固定到球体的直径平面上,并且当充满箱时采取凸形构造,当箱是空时采取凹形构造,侧向壁不存在或基本上不存在。
示例制动设备3或制动卡钳在图26至图27中表示。为了方便起见,制动卡钳3被倒置显示;在图26中省略了衬片31,而在图27中可见。制动卡钳3具有主体141,该主体141被构造用于固定到自行车车架上或固定在靠近车轮轮毂的叉上,盘W(图1)与该车轮轮毂一体旋转。在主体141中,可以看到间隙35以及(图27)容纳在相应的缸32中的从动缸组件30的两个活塞33中的一个。
已经描述的每个部件或部件组的各种实施例、变型和/或可能性意味着能够以任何方式彼此组合,除非它们是相互不兼容的。
以上是对发明方面的各种实施例、变型和/或可能性的描述,并且在不脱离本发明的范围的情况下,可以进行进一步的改变。各种部件的形状和/或尺寸和/或位置和/或定向和/或各种步骤的顺序可以改变。元件或模块的功能可以由两个或更多个部件或模块执行,反之亦然。显示为彼此直接连接或接触的部件可以具有布置在它们之间的中间结构。显示为彼此紧接着的步骤可以具有在它们之间执行的中间步骤。附图中示出的和/或参考附图或实施例描述的细节可以应用于其它附图或实施例。并非附图中示出的或在同一上下文中描述的所有细节都必须在同一实施例中存在。相对于现有技术创新的特征或方面,单独地或与其它特征相组合地,被认为是本身被描述,而不管什么被明确地描述为创新性的。
Claims (16)
1.一种用于自行车盘式液压制动系统(1)的手动控制设备(2),包括:
-手动致动构件(6),所述手动致动构件(6)被配置成发出制动命令,以及
-主缸组件(7),所述主缸组件(7)包括缸(8)、活塞(9)以及液压箱(20),其中,所述活塞(9)能够通过克服回位弹簧(10)的作用在所述缸(8)内往复运动而移动,所述液压箱(20)包括底部(23)、顶板(22)和膜(25),所述膜(25)将所述液压箱(20)分成可变体积填充的室(26)和互补可变体积空室(27),所述箱(20)流体连接到所述缸(8),其中,所述活塞(9)响应于所述手动致动构件(6)的致动而在所述缸(8)内移位,
其特征在于包括膜检测器设备(40),所述膜检测器设备(40)包括所述膜(25)在所述箱(20)中的预定位置的存在的至少一个传感器和/或所述膜(25)距所述箱(20)的所述顶板(22)的距离的计量仪。
2.根据权利要求1所述的控制设备(2),其中,所述膜检测器设备(40)包括布置在所述箱(20)的所述顶板(22)处的一个或多个传感器(41)和/或布置在所述箱(20)的在所述顶板(22)与所述底部(23)之间延伸的侧向壁(24)处的一个或多个传感器(42)以及可能的由所述膜(25)支承的一个或多个可检测构件(45)。
3.根据权利要求1所述的控制设备(2),其中,所述至少一个预定位置包括膜阈值位置(25),所述膜阈值位置(25)对应于所述箱(20)中的液压流体(5)的预定液位,特别是在至少一个最小可容许液位处的液压流体(5)的预定液位。
4.根据权利要求1所述的控制设备(2),其中,所述一个或多个传感器(41、42)包括:
-至少一个光学传感器,所述至少一个光学传感器包括光源,优选为LED,以及光电二极管或光电晶体管,当所述膜(25)处于所述光学传感器的视场中时,所述光电二极管或光电晶体管被定位成接收由所述光源发射并由所述膜(25)反射的光,其中,由所述膜(25)支承的所述可检测构件(45)如果存在的话则是由比形成所述膜(25)的材料反射性更强的材料制成的插件,和/或
-至少一个磁传感器,所述至少一个磁传感器优选地选自由下列项组成的组:簧片传感器、3D霍尔传感器、AMR传感器、GMR传感器和TMR传感器,其中,由所述膜(25)支承的所述可检测构件(45)如果存在的话则为磁体。
5.根据权利要求2所述的控制设备(2),其中,在所述膜(25)中形成凹穴(47),所述凹穴(47)被构造成容纳由所述膜(25)支承的所述可检测构件(45)。
6.根据权利要求1所述的控制设备(2),其中,所述膜检测器设备(40)提供选自由下列项组成的组的至少一个输出:
-对应于所述箱(20)中高于或低于预定阈值的液压流体(5)的量的两级输出,
-具有对应于所述箱(20)中低于给定数量的预定阈值的液压流体(5)的量的多个离散级的输出,
-具有指示存在于所述箱(20)中的液压流体(5)的量的多个离散级的输出,
-指示存在于所述箱(20)中的液压流体(5)的量的模拟输出。
7.根据权利要求1的控制设备(2),其中,所述膜检测器设备(40)提供瞬时输出和/或基于随时间的两次或更多次检测而处理的输出。
8.根据权利要求1所述的控制设备(2),其中,所述膜检测器设备(40)为:
-能够由骑车人选择性地致动;和/或
-仅在控制器(51)的控制下周期性致动,其中,优选的是,所述膜检测器设备(40)具有待机模式,并且所述控制设备(2)设置有唤醒系统。
9.根据权利要求1所述的控制设备(2),其中,所述膜检测器设备(40)包括至少一个输出设备(52)或与至少一个输出设备(52)相关联,所述至少一个输出设备(52)优选地选自由下列项组成的组:
-至少一个可听指示器,
-至少一个发光指示器(53),其中,优选地,所述至少一个传感器(41、42)和所述至少一个发光指示器(53)被容纳在同一个印刷电路板(60)的相反面上,以及
-通信设备(56)。
10.一种自行车盘式液压制动系统(1),包括:
-至少一个根据权利要求1所述的控制设备(2),
-相应的液压制动设备(3),所述液压制动设备(3)流体连接到主缸组件(7),以及
-数据处理系统(51),所述数据处理系统(51)被配置成:
--基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出来评估所述填充的室(26)的体积,并且当所述填充的室(26)的评估体积小于至少一个体积阈值时发出至少一个信号,和/或
--在至少两个连续时间瞬时,基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出来评估所述膜(25)的移位速度,并且当移位速度高于最大速度阈值时发出信号,
其中,所述数据处理系统(51)是所述液压制动系统(1)的部件的一部分,优选地是所述控制设备(2)的一部分。
11.一种自行车装备,包括:
-自行车盘式液压制动系统(1),所述自行车盘式液压制动系统(1)包括:
--至少一个根据权利要求1所述的控制设备(2),
--相应的液压制动设备(3),所述液压制动设备(3)流体连接到所述主缸组件(7),以及
-速度换档系统,
所述至少一个控制设备(2)包括至少一个第二手动致动构件(70、71),所述至少一个第二手动致动构件(70、71)被配置成发出速度换档命令,
-数据处理系统(51),所述数据处理系统(51)被构造成:
--基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出来评估所述填充的室(26)的体积,并且当所述填充的室(26)的评估体积小于至少一个体积阈值时发出至少一个信号,和/或
--在至少两个连续时间瞬时,基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出来评估所述膜(25)的移位速度,并且当移位速度高于最大速度阈值时发出信号,
其中,所述数据处理系统是所述速度换档系统的部件的一部分,优选地是与后轮的轮毂相关联的所述速度换档系统的换档组件的一部分。
12.根据权利要求10所述的液压制动系统,其中,所述数据处理系统(51)被配置成:
-基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出,评估所述液压制动设备(3)的至少一个摩擦元件(31)的磨损和/或存在,和/或
-基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出,评估液压流体(5)在所述液压制动系统(1)的制动流体回路中的正确密封。
13.根据权利要求11所述的自行车装备,其中,所述数据处理系统(51)被配置成:
-基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出,评估所述液压制动设备(3)的至少一个摩擦元件(31)的磨损和/或存在,和/或
-基于所述膜检测器设备(40)的所述至少一个输出,评估液压流体(5)在所述液压制动系统(1)的制动流体回路中的正确密封。
14.一种用于控制自行车盘式液压制动系统(1)的方法,所述方法包括以下步骤:
a)提供制动系统(1),所述制动系统(1)包括:
-至少一个控制设备(2),所述控制设备(2)包括:
--手动致动构件(6),所述手动致动构件(6)被配置成发出制动命令,以及
--主缸组件(7),所述主缸组件(7)包括缸(8)、活塞(9)以及液压箱(20),其中,所述活塞(9)能够通过克服回位弹簧(10)的作用在所述缸(8)内往复运动而移动,所述液压箱(20)包括底部(23)、顶板(22)和膜(25),所述膜(25)将所述液压箱(20)分成可变体积填充的室(26)和互补可变体积空室(27),所述箱(20)流体连接到所述缸(8),其中,所述活塞(9)响应于所述手动致动构件(6)的致动而在所述缸(8)内移位,以及
--膜检测器设备(40),所述膜检测器设备(40)包括所述膜(25)在所述箱(20)中的预定位置的存在的至少一个传感器和/或所述膜(25)距所述箱(20)的所述顶板(22)的距离的计量仪,以及
-相应的液压制动设备(3),所述液压制动设备(3)流体连接到所述主缸组件(7),
b)利用处理装置,基于所述膜检测器设备(40)的输出,评估所述膜(25)在所述箱(20)中的位置,以及
c)利用处理装置,基于所述膜(25)在所述箱(20)中的位置和/或其随时间的移位速度,评估所述液压制动设备(3)的至少一个摩擦元件(31)的磨损和/或存在和/或液压流体(5)的正确密封。
15.根据权利要求14所述的方法,其中,评估磨损包括:当所述膜(25)距所述箱(20)的所述顶板(22)的距离大于预定最大距离阈值时,确定所述磨损高于预定最大磨损阈值;并且优选地进一步包括:当所述膜(25)距所述箱(20)的所述顶板(22)的距离小于所述预定最大距离阈值且高于预定警戒距离阈值时,确定所述磨损高于预定警戒磨损阈值。
16.根据权利要求14所述的方法,其中,评估液压流体(5)的正确密封包括:检查所述膜(25)随时间从所述箱(20)的顶板(22)的移位速度小于预定速度阈值。
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