CN1572648A - 联合制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于两轮车辆(1)的联合制动系统，其带有一个布置在后轮上的手动驱动的轮毂制动器(2)以及一个可以由后轮轮毂制动器(2)的制动扭矩驱动的前轮制动器(3)。在这种情况下，从后轮制动器(2)的扭矩杠杆(5)向前轮制动器(3)的动力传输是通过一个在接近其伸长状态操作的递减曲柄杠杆机构(6)实现的。

Description

联合制动系统

发明领域

本发明涉及一种用于两轮车辆的联合制动系统，其带有一个布置在后轮的手动驱动的轮毂制动器以及一个可以利用后轮轮毂制动器的制动扭矩驱动的前轮轮缘制动器。

背景技术

上述类型的联合制动系统特别用于对自行车的车轮制动器安全、方便地进行操纵。在这样的联合制动系统中，在进行制动操纵的过程中由后轮轮毂制动器产生反作用扭矩，其中后轮轮毂制动器通常是通过操纵前轮轮缘制动器的手柄来驱动的。

通过这种方式，两个车轮仅仅通过操纵一个制动手柄就可以减速。另外，利用制动操纵过程中由后轮轮毂制动器产生的反作用扭矩来驱动前轮轮缘制动器，可以产生一种伺服效果，使其在较小的驱动力下可以获得显著的制动效果。就自行车骑行安全性而言，如果这种类型的联合制动系统能够起到一定的ABS效果的话，它们还是格外优异的。这种防抱死效果是由于阻滞前轮的过程中后轮减速，使得后轮轮毂制动器的反作用扭矩减小。这进而导致通过这种反作用扭矩驱动的前轮轮缘制动器的制动效果减弱，使得前轮不再受到阻滞。

然而在实际使用联合制动系统的时候会遇到一个问题，例如，根据DE3729145，即，其相比已知的机动车辆的防抱死系统，具有甚至更高的延缓、跳动以及增强振动的趋势。根据道路情况的不同，这可能意味着另一种安全风险。

为了解决这个问题，设想例如在DE4216461中在制动系统中引入一种液压减震器，该液压减震器用于抑制或者缓冲制动部件的抖动以及振动的扩展和聚集。然而，利用液压减震器主要的缺点是，事实上这样一种制动系统非常复杂，因而很昂贵。虽然期望在所有类型的自行车都使用这种安全制动系统，但是它们的价格使得其不可能以比较低以及平均的价格大量的装备在大量的自行车上。

发明内容

因此，本发明的目的是开发一种联合制动系统，其有效地防止了冲击反应以及不希望的振动扩散，也就是不需要例如复杂的液压元件。

此目的可以通过权利要求1中公开的联合制动系统来获得。

本发明的优选实施例构成了从属权利要求的对象。

根据本发明的联合制动系统，其通常包括一个布置在后轮的轮毂制动器，其通过例如一个制动手柄或反踩踏板来人工操纵，同时还包括一个前轮轮缘制动器，其形式为，例如，一个通过后轮轮毂制动器的制动扭矩操纵的轮缘制动器。

根据本发明，所述的联合制动系统的特征在于，从轮毂制动器的扭矩杠杆向前轮制动器的动力传输通过一个递减曲柄杠杆机构来实现。在这种情况下，该曲柄杠杆机构在接近其伸长状态下被操纵。

利用在接近其伸长状态下被操纵的曲柄杠杆机构使得整个系统具有如下特征，也就是无需液压减震元件就可以有效地防止不希望有的不均匀制动运动的扩散以及振动和摆动的聚集。曲柄杠杆机构在接近其伸长状态特别具有极高的动力传输比。就本发明而言，这意味着在曲柄杠杆机构的伸长状态下的输入动力可以变得任意地高，而不会另外增加输出动力。

这仅仅确定的减少了制动系统延缓或振动的趋势，也就是因为后轮制动器的有力的反应不会导致前轮制动器同样有力的反应。这意味着无需单独的动力限制元件就可以获得扭矩限制效果，例如DE3729145所公开的现有技术那样。

曲柄杠杆机构接近其伸长状态的位移传输比也是非常低的。就本发明而言，这意味着在曲柄杠杆机构上很小的输入位移或扭矩杠杆在后轮轮毂制动器上很小的转动角可以分别获得很大的输出位移或很大的输出转动角。这必然减少了整个制动系统的反应时间，其中质量惯性矩同时也下降了，并且可能出现的共振也转化到了无害的、相对较高的频率范围。

根据本发明的前后关系，曲柄杠杆机构是否布置在两轮车辆上是无关紧要的。需要的话，原则上可以将该曲柄杠杆机构布置在后轮制动器和前轮制动器之间的动力产生系统的任意位置。根据本发明的一个优选实施例，该曲柄杠杆机构布置在两轮车辆的后轮区域。这种布置可以获得一种简单的设计，特别是因为后轮制动器的扭矩杠杆可以用这种方式直接连接在曲柄杠杆机构上。

根据本发明的另一个优选实施例，曲柄杠杆机构的主轴承布置在一个辅助支架上。根据一种特别有用的附加改进，该辅助支架不是刚性连接在车架上的，而是以一种平移的方式支持在后轴上并以一种旋转的方式支撑在车架上的。这是特别有用的，因为制动系统的安装和调整以及后轮的安装和拆除都大大的简化了。

根据本发明的另一个优选实施例，该联合制动系统包括一个用于调整曲柄杠杆机构的初始位置的可调限位挡块。该联合制动系统可以适合于不同的环境，例如，在现有的刹车特征情况下，可以将该可调限位挡块布置在一个中央位置。在这种情况下，特别优选将该可调限位挡块布置在该辅助支架上。这显著减少了对制动系统无意地调整的危险，并且同时可以获得一种简单以及坚固的设计。

根据本发明的另一个优选实施例，该联合制动系统包括一个作用在该曲柄杠杆机构上的后拉弹簧。制动操纵之后，后拉弹簧推动整个制动系统复位，使得包括后轮制动器的扭矩杠杆进入空转或空档位置。在一种优选的附加改进中，该后拉弹簧约束在该辅助支架上。这同样简化了制动系统的设计，其中可靠性同时得到了改善并且对故障的敏感度也降低了。

下面参照附图对本发明的详细描述仅仅显示的是联合制动系统的典型的实施例。

附图说明

图1是装备有根据本发明的联合刹车系统的自行车的示意侧视图；

图2是根据图1的自行车的曲柄杠杆机构区域的更加详细的侧视图，以及

图3类似于图2，是以俯视图的形式显示出了曲柄杠杆机构区域。

最佳实施方式

图1显示了一辆普通的自行车2，其具有一个后轮轮毂制动器(hubbrake)2以及一个前轮轮缘制动器(rim brake)3。并且，图1中显示的自行车另外装备有一个根据本发明的实施例的联合制动系统。该联合制动系统通过鲍登(Bowden)线4将后轮制动器2连接在前轮制动器3上。

换句话说，为了启动制动操纵，骑自行车1的人只须通过，例如，一个未显示的制动手柄(band brake level)以及一个未显示的附加的鲍登线操纵后轮制动器2。在此过程中产生的致使后轮减速的制动扭矩通过后轮制动器2的扭矩杠杆5以及伸长的曲柄杠杆机构6传递到了鲍登线4。从而，前轮制动器3受到了由后轮制动器2的制动扭矩所产生的力的驱动。

如果由于在刹车上施加的力非常大使得后轮即将离地，将会使得骑在装有普通刹车的自行车上的人存在从车手把倒栽出去的危险，则作用在后轮上的制动扭矩开始下降并且降低到零。然而这同时也消除了从后轮的制动扭矩获得的用于前轮轮缘制动器3的驱动力。这可以以较高的可靠性防止倒栽葱的发生。

由于作用在前轮上的制动力减小，更大的重量再一次转移到后轮，使得后轮制动器2上的制动扭矩以及从其所获得的用于前轮制动器3的驱动力增加。在装备有这样的联合制动系统的两轮车辆上，这种作用在后轮上的制动扭矩以及用于前轮制动器3的驱动力之间的伺服回路导致了一种类似于已知的汽车工业上的防抱死系统的ABS效果。

图2放大显示出了链撑7，其支撑着图1的自行车1的下托架轴承，同时显示出了布置在该区域的辅助支架8、没有详细显示的后轮轮毂制动器2的扭矩杠杆5以及通过轴承配置9连接在辅助支架8上并且包括主要组件a，b，c，d的曲柄杠杆机构6。

可以看出，曲柄杠杆机构6在图2中的虚线表示的接近其伸长状态下操作。这意味着在后轮制动器2的扭矩杠杆5和通向前轮制动器3的鲍登线4之间可以一方面获得很高的动力传输比，另一方面可以获得极低的位移传输比。

换句话说，由于曲柄杠杆机构6处于伸长得较大的状态，同时扭矩杠杆5的力在角γ的情况下非垂直地施加在曲柄杠杆机构6上，所以有时仅仅只有一小部分的极高的反作用扭矩或作用在扭矩杠杆5上的力被传输到了鲍登线4。这对于现代的前轮轮缘制动器是非常重要的，它可以以很低的驱动力获得很大的制动效果。

此外，后轮制动器2的扭矩杠杆5仅仅只在曲柄杠杆机构6的初始位置和最大伸长状态之间位移或转动一个很小的距离或角度α。由于质量惯性矩相应地减少，这也可以用于防止制动系统引发的抖动以及振动聚集的情况。当扭矩杠杆5转动角度α，驱动鲍登线4的曲柄杠杆机构6的驱动杠杆a转过驱动角β，该驱动角是扭矩杠杆转角的倍数。这意味着普通的前轮制动器3，特别是轮缘制动器可以平稳地驱动。

根据图2，曲柄杠杆机构6在接近其伸长状态的操作还可以在无需装配额外组件的情况下对施加在前轮制动器上的驱动力进行简单以及极有效的限制。在图2虚线所示的曲柄杠杆机构6的伸长状态，作用在后轮制动器2的扭矩杠杆5上的力的一个额外增加不会导致通过鲍登线4作用在前轮制动器3上的力的额外增加。

换句话说，通过曲柄杠杆机构6从后轮制动器2到前轮制动器3的动力传输不但导致整个制动系统在轻微的制动操纵过程中的敏感的反应，而且导致了对所需的扭矩进行限制的效果以及较大制动操纵过程中对振动的抑制。此外，曲柄杠杆机构6同时可以很容易地到达动力极点，这通常发生在特别是反向脚踏制动的时候，扭矩杠杆5上的力直接通过链撑11进入辅助支架8以及直接进入自行车1的后部结构7。此外，后轮制动器在伸长状态下，前轮制动器根本不会产生任何反应。这同样对于抑制不应有的振动是有帮助的。

为了推动复位运动，一个后拉弹簧10平行于鲍登线的末尾布置在辅助支架8和曲柄杠杆机构6的驱动杠杆a之间。

图3以俯视图的形式显示图2的布置。可以看出，自行车架的链撑7和辅助支架8布置在该区域内。支撑一个轴承座套9的轴承螺栓12布置在辅助支架8上，其中曲柄杠杆机构的两个杠杆a和b相互以一个固定角度布置在所述轴承座套上。图3还显示了，连接元件c为了防止挠曲扭矩的产生，以类似于链式连接的方式双重连接在一起。

图3与图2一起说明了限位挡块连接件d的设计与功能，其同样布置在套筒3上，并且与用于调整曲柄杠杆机构6的初始位置的调节螺栓13相连。

综上所述，根据本发明的联合制动系统，特别由于在接近其伸长状态下进行操作的曲柄杠杆机构，使其以非常简单的方式兼备了优异的工作可靠性、防抱死效应和振动抑制。现有技术水平的联合制动系统设计复杂，相对而言容易发生故障，并且需要频繁维护，而相较于上述系统，根据本发明的联合制动系统由于其可靠性以及设计简单的缘故，可用于各种类型的自行车上。

Claims (8)

1.一种用于两轮车辆(1)的联合制动系统，其带有一个布置在后轮上的手动驱动的轮毂制动器(2)以及一个可以利用后轮轮毂制动器(2)的制动扭矩驱动的前轮制动器(3)，其特征在于，

从后轮制动器(2)的扭矩杠杆(5)向前轮制动器(3)的动力传输是通过一个在接近其伸长状态下进行操作的递减曲柄杠杆机构(6)实现的。

2.根据权利要求1所述的联合制动系统，其特征在于，曲柄杠杆机构(6)被布置在后轮区域。

3.根据权利要求1或2所述的联合制动系统，其特征在于，曲柄杠杆机构(6)的主轴承(9)被布置在辅助支架(8)上。

4.根据权利要求3所述的联合制动系统，其特征在于，辅助支架(8)不是刚性连接在车架(7)上的，其中辅助支架(8)是以一种平移的方式支持在后轮轴上，并以一种旋转的方式支撑在车架(7)上的。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的联合制动系统，其特征在于，设置一个可调限位挡块(13，d)，用于调整曲柄杠杆机构(6)的初始位置。

6.根据权利要求5所述的联合制动系统，其特征在于，可调限位挡块(13，d)被布置在辅助支架(8)上。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的联合制动系统，其特征在于，一个后拉弹簧(10)作用在曲柄杠杆机构(6)上。

8.根据权利要求7所述的联合制动系统，其特征在于，后拉弹簧(10)约束在该辅助支架(8)上。