WO2024047011A1 - Hydraulisches bremssystem für ein fahrrad oder ein pedelec - Google Patents

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WO2024047011A1
WO2024047011A1 PCT/EP2023/073603 EP2023073603W WO2024047011A1 WO 2024047011 A1 WO2024047011 A1 WO 2024047011A1 EP 2023073603 W EP2023073603 W EP 2023073603W WO 2024047011 A1 WO2024047011 A1 WO 2024047011A1
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WO
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brake
hydraulic
permanent magnet
disc
braking
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Application number
PCT/EP2023/073603
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English (en)
French (fr)
Inventor
Dennis Fischer
Mikel Fauri
Original Assignee
Porsche Ebike Performance Gmbh
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Publication date
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    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
    • B62L3/02—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever
    • B62L3/023—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever acting on fluid pressure systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/24—Electrodynamic brake systems for vehicles in general with additional mechanical or electromagnetic braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/28—Eddy-current braking
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L1/00—Brakes; Arrangements thereof
    • B62L1/005—Brakes; Arrangements thereof constructional features of brake elements, e.g. fastening of brake blocks in their holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62L—BRAKES SPECIALLY ADAPTED FOR CYCLES
    • B62L3/00—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof
    • B62L3/02—Brake-actuating mechanisms; Arrangements thereof for control by a hand lever

Definitions

  • the invention relates to a hydraulic brake system for a bicycle or a pedelec, with a brake lever, a disc brake device, which has a brake disc and a brake caliper, with two hydraulically actuated brake pads that interact with the disc brake being arranged on the brake caliper, and with the brake caliper over a hydraulic connecting line is connected to the brake lever.
  • Hydraulic braking systems on bicycles or pedelecs are well known.
  • the hydraulic brake systems usually have a brake lever device attached to a bicycle handlebar, which usually has a base unit attached in the area of a handle and a brake lever that is rotatably mounted on the base unit and can be actuated by a driver.
  • the brake lever device usually has a hydraulic transmitter unit, i.e. a hydraulic brake cylinder.
  • the hydraulic master cylinder is in turn fluidly connected to a hydraulic slave cylinder of the brake caliper via a hydraulic connecting line.
  • the hydraulic slave cylinder works together with two brake pads, which are pressed against a brake disc when the brake lever is actuated.
  • the hydraulic master cylinder, the hydraulic connecting line and the hydraulic slave cylinder together form a hydraulically closed system, so that every actuation of the brake lever is directly noticeable on the slave cylinder and triggers a braking process.
  • the disadvantage of such hydraulic brake systems is that they wear out and the brake pads have to be replaced at regular intervals.
  • the brake pads of the brake pads wear out, particularly on long descents and constant, light braking. Otherwise, such long descents and constant braking can cause the brake pads to overheat, which can cause them to glaze over and no longer be usable.
  • the object of the invention is therefore to provide a hydraulic brake system with reduced wear.
  • the hydraulic brake system has an eddy current brake device in addition to the disc brake device.
  • the eddy current braking device has a permanent magnet, which interacts with the brake disc and can be adjusted between a braking position and a rest position.
  • the brake disc is made of an electrically conductive material, in particular steel. The adjustment is carried out by a hydraulic adjustment unit. In the rest position, the permanent magnet is arranged such that the electrically conductive brake disc is outside the magnetic field of the permanent magnet. In the braking position, the permanent magnet is arranged such that the magnetic field of the permanent magnet acts on the brake disc.
  • the braking effect in the braking position is achieved in such a way that when the electrically conductive brake disk rotates, circular electrical currents are induced in the brake disk by the magnetic field of the permanent magnet, which are also referred to as eddy currents.
  • the eddy currents in turn generate their own magnetic fields, which counteract the magnetic field of the permanent magnet according to Lenz's rule. This brakes or slows down the brake disc.
  • the rather light braking processes which lead to wear and possibly failure of the disk brake device in a disc brake device, can be carried out by the eddy current braking device.
  • a hydraulic braking system can be provided for a bicycle or a pedelec, in which wear can be reduced.
  • the braking distance can be shortened in the event of emergency braking, as both the disc brake device and the eddy current brake device can be used to brake the bicycle or pedelec.
  • the hydraulic adjustment unit is connected to the brake lever device via a second hydraulic connecting line.
  • the disc brake device and the eddy current brake device are actuated by a single brake lever, whereby the rider of the bicycle can trigger braking by both the disc brake device and the eddy current brake device by operating the brake lever.
  • the brake lever device has a first actuation hydraulic cylinder and a second actuation hydraulic cylinder, the first actuation hydraulic cylinder being assigned to the brake caliper and the second actuation hydraulic cylinder being assigned to the hydraulic adjustment unit. This means that the brake caliper and the hydraulic adjustment unit can be controlled separately from each other and mutual influence can be prevented.
  • a brake lever of the brake lever device can be moved from a starting position in a first movement section and a second movement section adjoining the first movement section, with only the second actuation hydraulic cylinder being actuable during the first movement section and the first actuation hydraulic cylinder and the second during the second movement section Actuating hydraulic cylinders can be operated at the same time. This allows the driver to decide, depending on the actuation of the brake lever, whether the braking process should be carried out exclusively by the eddy current braking device or by the eddy current braking device and the disc brake device. On long descents and light braking, it makes sense to brake exclusively using the eddy current braking device.
  • the driver only has to move the brake lever into the first movement section, whereby only the second actuating hydraulic cylinder is actuated and thus only the eddy current braking device is activated.
  • the driver would automatically fully depress the brake lever, causing the brake lever to move into the second movement section is shifted and a braking process would take place through the disc brake device and the eddy current brake device.
  • the permanent magnet is translationally or rotationally adjustable between the braking position and the rest position.
  • the permanent magnet can be mounted in a simple and cost-effective manner on a bicycle frame, in particular on a front or rear wheel fork, in an adjustable manner.
  • the translational storage can be done, for example, by a rail system.
  • the rotational storage can be done, for example, by a lever.
  • the lever is rotatably mounted at a first end on a bicycle frame, in particular a front wheel or rear wheel fork, with the permanent magnet being arranged at a free end of the lever. In this way, the permanent magnet can be mounted on the bicycle frame easily and in a space-saving manner.
  • the hydraulic adjustment unit is preferably designed as a hydraulic cylinder and is attached to the bicycle frame.
  • the hydraulic cylinder acts directly on the lever holding the permanent magnet, so that the permanent magnet can be adjusted as required between the braking position and the rest position by the hydraulic cylinder.
  • the lever is preferably biased into the rest position by a spring element, with the lever being loaded by the hydraulic braking device against the spring force of the spring element when the brake lever and the permanent magnet are moved into the braking position.
  • the invention is also achieved by a bicycle with a hydraulic braking system according to one of claims 1 to 6. Please refer to the previous paragraphs for the advantages.
  • This provides a hydraulic braking system and a bicycle in which wear can be reduced and the braking distance can be shortened in the event of emergency braking.
  • FIG 1 shows schematically a hydraulic brake system.
  • a hydraulic brake system 10 of a bicycle or a pedelec is shown in Figure 1.
  • the hydraulic brake system 10 is used to brake the bicycle, with a bicycle usually having a hydraulic brake system 10 for a front wheel and a rear wheel, which can be operated independently of one another by a driver.
  • the hydraulic brake system 10 has a brake lever device 12, a disc brake device 20 and an eddy current brake device 40.
  • the disc brake device 20 comprises a brake disc 22 and a brake caliper 24.
  • the brake disc 22 is connected in a rotationally fixed manner to a wheel hub 27 of the front or rear wheel via several screws 23 and thus rotates with the front or rear wheel.
  • the brake caliper 24 is attached to a bicycle frame 26, in particular a front or rear wheel fork, via two screws 28, 30.
  • the brake caliper 24 has such a U-shaped cross section that it surrounds an edge region of the brake disc 22.
  • two brake pads 25 are arranged, which can be acted upon with an oil in such a way that the brake pads 25 can be pressed against the brake disc 22, thereby causing a braking process.
  • the eddy current braking device 40 has a permanent magnet 42 that can be adjusted between a braking position and a rest position and is rotatably mounted on the bicycle frame 26 via a lever 44.
  • the lever 44 is rotatably mounted at a first end on the bicycle frame 26.
  • the permanent magnet 42 is attached to a second, free end.
  • the permanent magnet 42 can be adjusted between the braking position and the rest position, with the electrically conductive brake disk 22 being exposed to the magnetic field in the braking position, in which the permanent magnet 42 is arranged as close as possible to the brake disk 22 of the permanent magnet 42 is exposed and this causes a braking process.
  • the permanent magnet 42 In the rest position, the permanent magnet 42 is arranged so far away from the brake disc 22 that the brake disc 22 is outside the magnetic field of the permanent magnet 42 and therefore no braking process occurs.
  • the permanent magnet 42 is adjusted between the braking and rest positions by a hydraulic adjustment unit 45, which is designed as a hydraulic cylinder and is attached to the bicycle frame 26.
  • the hydraulic adjustment unit 45 is operatively connected to the lever 44.
  • the disc brake device 20 and the eddy current brake device 40 can both be actuated by the brake lever device 12.
  • the brake caliper 24 of the disc brake device 20 is fluidly connected to the brake lever device 12 via a first hydraulic connecting line 32 and the hydraulic adjustment unit 45 is fluidly connected to the brake lever device 12 via a second hydraulic connecting line 46.
  • the brake lever device 12 has a base unit 15 and a brake lever 14.
  • the base unit 15 is fixedly arranged on a handlebar 16 of the bicycle.
  • the brake lever 14 is rotatably mounted on the base unit 15 and has a pressure piece 60, which acts on an actuating fork 62 in such a way that when the brake lever 14 is displaced, the actuating fork 62 is displaced in translation.
  • the actuating fork 62 in turn has two actuating sections 64, 66, with a first actuating section 64 acting on a first actuating hydraulic cylinder 34 and a second actuating section 66 of the actuating fork 62 acting on a second actuating hydraulic cylinder 48.
  • the actuating hydraulic cylinders 34, 48 are arranged within the base unit 15, with the first actuating hydraulic cylinder 34 being assigned to the disc brake device 20, that is to say the first actuating hydraulic cylinder 34 is connected to the brake caliper 24 via the first hydraulic connecting line 32, and the second Actuating hydraulic cylinder 48 is assigned to the eddy current brake device 40, ie the second actuating hydraulic cylinder 48 is connected to the hydraulic adjustment unit 45 via the second hydraulic connecting line 46.
  • the first actuating hydraulic cylinder 34, the first connecting line 32 and the brake caliper 24 thus form a first, closed hydraulic system and the second actuating hydraulic cylinder 48, the second connecting line 46 and the hydraulic adjustment unit 45 form a second, closed hydraulic system.
  • the actuating hydraulic cylinders 34, 48 each have a piston 36, 50, which are each pressed by a spring element 38, 52 into a position in which there is no braking by the disc brake device 20 and by the eddy current brake device 40.
  • the pistons 36, 50 are loaded against the spring force of the spring elements 38, 52, whereby the pistons 36, 50 shift and displace the oil from the actuating hydraulic cylinders 34, 48. Due to the incompressibility of the oil, the displacement of the oil in the actuating hydraulic cylinders 34, 48 has a direct effect on the hydraulic adjustment unit 45 and on the brake pads 25 of the brake caliper 24.
  • the driver can actuate the brake lever 14 in such a way that either only the eddy current braking device 40 or the eddy current braking device 40 and the disc brake device 20 are activated.
  • the brake lever 14 can be moved into a first movement section b1, starting from an initial position in which no braking takes place, whereby only the eddy current braking device 40 is activated and leads to a braking process.
  • the first actuation section 64 of the actuation fork 62 is spaced apart from the piston 36 of the first actuation hydraulic cylinder 34 by a distance a, the distance a only being canceled when the first movement section b1 has expired.
  • Only at the start of the second movement section b2 does the first actuation section 64 of the actuation fork 62 come into contact with the piston 36 of the first actuation hydraulic cylinder 34, as a result of which the braking process is also carried out by the disc brake device 20.

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Abstract

Hydraulisches Bremssystem für ein Fahrrad oder ein Pedelec, mit einer Bremshebelvorrichtung (12), einer Scheibenbremsvorrichtung (20), welche eine Bremsscheibe (22) und einen Bremssattel (24) aufweist, wobei an dem Bremssattel (24) zwei, hydraulisch betätigbare und mit der Scheibenbremse (22) zusammenwirkende Bremsklötze (25) angeordnet sind, und wobei der Bremssattel (24) über eine hydraulische Verbindungsleitung (32) mit dem Bremshebelvorrichtung (12) verbunden ist, wobei eine Wirkbelstrombremsvorrichtung (40) vorgesehen ist, welche eine hydraulische Verstelleinheit (45) und einen durch die hydraulische Verstelleinheit (45) zwischen einer Bremsstellung und einer Ruhestellung verstellbaren Permanentmagneten (42) aufweist, wobei der Permanentmagnet (42) mit der elektrisch leitfähigen Bremsscheibe (22) zusammenwirkt.

Description

Hydraulisches Bremssystem für ein Fahrrad oder ein Pedelec
Die Erfindung betrifft ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrrad oder ein Pedelec, mit einem Bremshebel, einer Scheibenbremsvomchtung, welche eine Bremsscheibe und einen Bremssattel aufweist, wobei an dem Bremssattel zwei, hydraulisch betätigbare und mit der Scheibenbremse zusammenwirkende Bremsklötze angeordnet sind, und wobei der Bremssattel über eine hydraulische Verbindungsleitung mit dem Bremshebel verbunden ist.
Hydraulische Bremssysteme bei Fahrrädern oder Pedelecs sind allgemein bekannt. Dabei weisen die hydraulischen Bremssysteme üblicherweise eine an einem Fahrradlenker befestigte Bremshebelvorrichtung auf, welche üblicherweise eine im Bereich eines Handgriffs befestigte Basiseinheit und einen an der Basiseinheit drehbar gelagerten und durch einen Fahrer betätigbaren Bremshebel aufweist. Die Bremshebelvorrichtung weist üblicherweise eine hydraulische Gebereinheit, d.h. einen hydraulischen Bremszylinder, auf. Der hydraulische Geberzylinder ist wiederum über eine hydraulische Verbindungsleitung mit einem hydraulischen Nehmerzylinder des Bremssattels fluidisch verbunden. Der hydraulische Nehmerzylinder wirkt mit zwei Bremsklötzen zusammen, welche bei einer Betätigung des Bremshebels gegen eine Bremsscheibe gepresst werden. Der hydraulische Geberzylinder, die hydraulische Verbindungsleitung und der hydraulische Nehmerzylinder bilden gemeinsam ein hydraulisch geschlossenes System, so dass jede Betätigung des Bremshebels unmittelbar am Nehmerzylinder bemerkbar ist und einen Bremsvorgang auslöst.
Nachteilig an derartigen hydraulischen Bremssystemen ist, dass diese verschleißen und in regelmäßigen Abständen die Bremsbeläge ausgetauscht werden müssen. Insbesondere bei langen Abfahrten und einem dauerhaften, leichten Bremsen verschleißen die Bremsbeläge der Bremsklötze. Anderenfalls kann es bei derartigen langen Abfahrten und einem dauerhaften Bremsen zu einer Überhitzung der Bremsbeläge kommen, wobei diese verglasen können und nicht mehr benutzt werden können. Die Aufgabe der Erfindung ist daher, ein hydraulisches Bremssystem mit einem reduzierten Verschleiß bereitzustellen.
Die Erfindung wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß weist das hydraulische Bremssystem zusätzlich zur Scheibenbremsvorrichtung eine Wirbelstrombremsvorrichtung auf. Die Wirbelstrombremsvorrichtung weist einen Permanentmagneten auf, welcher mit der Bremsscheibe zusammenwirkt und zwischen einer Bremsstellung und einer Ruhestellung verstellt werden kann. Die Bremsscheibe ist aus einem elektrisch leitfähigen Werkstoff, insbesondere aus Stahl, hergestellt. Die Verstellung erfolgt durch eine hydraulische Verstelleinheit. In der Ruhestellung ist der Permanentmagnet derart angeordnet, dass die elektrisch leitfähige Bremsscheibe außerhalb des Magnetfelds des Permanentmagneten ist. In der Bremsstellung ist der Permanentmagnet derart angeordnet, dass das Magnetfeld des Permanentmagneten auf die Bremsscheibe wirkt. Die Bremswirkung in der Bremsstellung wird derart erzielt, dass bei einer Rotation der elektrisch leitfähigen Bremsscheibe durch das Magnetfeld des Permanentmagneten kreisförmige elektrische Ströme in der Bremsscheibe induziert werden, welche auch als Wirbelströme bezeichnet werden. Die Wirbelströme erzeugen ihrerseits wiederum eigene Magnetfelder, welche gemäß der Lenzschen Regel dem Magnetfeld des Permanentmagneten entgegenwirken. Dadurch wird die Bremsscheibe abgebremst bzw. verlangsamt.
Durch das zusätzliche Vorsehen einer Wirbelstrombremsvorrichtung, welche berührungslos funktioniert und damit keinen Verschleiß verursacht, können die eher leichten Bremsvorgänge, welche bei einer Scheibenbremsvorrichtung zu einem Verschleiß und ggfs. zu einem Ausfall der Scheibenbremsvorrichtung führen, durch die Wirbelstrombremsvorrichtung erfolgen. Auf diese Weise kann ein hydraulisches Bremssystem für ein Fahrrad oder ein Pedelec bereitgestellt werden, bei welchem der Verschleiß reduziert werden kann. Außerdem kann bei Gefahrenbremsungen der Bremsweg verkürzt werden, da sowohl die Scheibenbremsvorrichtung als auch die Wirbelstrombremsvorrichtung zur Abbremsung des Fahrrades oder Pedelecs genutzt werden können. Vorzugsweise ist die hydraulische Verstelleinheit über eine zweite hydraulische Verbindungsleitung mit der Bremshebelvorrichtung verbunden. Dadurch werden die Scheibenbremsvorrichtung und die Wirbelstrombremsvorrichtung durch einen einzigen Bremshebel betätigt, wodurch der Fahrer des Fahrrades durch die Betätigung des Bremshebels eine Bremsung sowohl durch die Scheibenbremsvorrichtung als auch durch die Wirbelstrombremsvorrichtung auslösen kann.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Bremshebelvorrichtung einen ersten Betätigungs-Hydraulikzylinder und einen zweiten Betätigungs-Hydraulikzylinder auf, wobei der erste Betätigungs-Hydraulikzylinder dem Bremssattel zugeordnet ist und der zweite Betätigungs-Hydraulikzylinder der hydraulischen Verstelleinheit zugeordnet ist. Dadurch können der Bremssattel und die hydraulische Verstelleinheit separat voneinander angesteuert werden und eine gegenseitige Beeinflussung verhindert werden.
Vorzugsweise ist ein Bremshebel der Bremshebelvorrichtung aus einer Ausgangsstellung in einem ersten Bewegungsabschnitt und einem an den ersten Bewegungsabschnitt anschließenden zweiten Bewegungsabschnitt bewegbar, wobei während des ersten Bewegungsabschnitts ausschließlich der zweite Betätigungs-Hydraulikzylinder betätigbar ist und während des zweiten Bewegungsabschnitts der erste Betätigungs-Hydraulikzylinder und der zweite Betätigungs-Hydraulikzylinder gleichzeitig betätigbar sind. Dadurch kann der Fahrer je nach Betätigung des Bremshebels entscheiden, ob der Bremsvorgang ausschließlich durch die Wirbelstrombremsvorrichtung oder durch die Wirbelstrombremsvorrichtung und die Scheibenbremsvorrichtung erfolgen soll. Bei langen Abfahrten und einem leichten Bremsen ist es sinnvoll ausschließlich durch die Wirbelstrombremsvorrichtung zu bremsen. Dabei muss der Fahrer den Bremshebel lediglich in den ersten Bewegungsabschnitt verlagern, wodurch ausschließlich der zweite Betätigungs-Hydraulikzylinder betätigt wird und damit ausschließlich die Wirbelstrombremsvorrichtung aktiviert wird. Bei einer Gefahrenbremsung würde der Fahrer den Bremshebel automatisch vollständig durchdrücken, wodurch der Bremshebel in den zweiten Bewegungsabschnitt verlagert wird und ein Bremsvorgang durch die Scheibenbremsvorrichtung und die Wirbelstrom bremsvorrichtung erfolgen würde.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist der Permanentmagnet translatorisch oder rotatorisch zwischen der Bremsstellung und der Ruhestellung verstellbar. In beiden Fällen kann der Permanentmagnet auf eine einfache und kostengünstige Weise verstellbar an einem Fahrradrahmen, insbesondere an einer Vorder- oder Hinterradgabel, gelagert werden. Die translatorische Lagerung kann beispielsweise durch ein Schienensystem erfolgen. Die rotatorische Lagerung kann beispielsweise durch einen Hebel erfolgen. Der Hebel ist mit einem ersten Ende an einem Fahrradrahmen, insbesondere einer Vorderrad- oder Hinterradgabel, drehbar gelagert, wobei an einem freien Ende des Hebels der Permanentmagnet angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Permanentmagnet einfach und bauraumsparend an dem Fahrradrahmen verstellbar gelagert werden. Die hydraulische Verstelleinheit ist vorzugsweise als ein Hydraulikzylinder ausgeführt und an dem Fahrradrahmen befestigt. Der Hydraulikzylinder wirkt unmittelbar auf den den Permanentmagneten aufnehmenden Hebel ein, so dass der Permanentmagnet bedarfsgerecht zwischen der Bremsstellung und der Ruhestellung durch den Hydraulikzylinder verstellt werden kann. Vorzugsweise ist der Hebel durch ein Federelement in die Ruhestellung vorgespannt, wobei bei einer Verstellung des Bremshebels und des Permanentmagneten in die Bremsstellung der Hebel durch die hydraulische Bremsvorrichtung entgegen der Federkraft des Federelements belastet wird.
Die Erfindung wird außerdem durch ein Fahrrad mit einem hydraulischen Bremssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gelöst. Zu den Vorteilen wird auf die vorhergehenden Absätze verwiesen.
Damit wird ein hydraulisches Bremssystem und ein Fahrrad bereitgestellt, bei welchem der Verschleiß reduziert werden kann und bei Gefahrenbremsungen der Bremsweg verkürzt werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch ein hydraulisches Bremssystem. In Figur 1 ist ein hydraulisches Bremssystem 10 eines Fahrrades oder eines Pedelecs gezeigt. Das hydraulische Bremssystem 10 dient der Abbremsung des Fahrrades, wobei ein Fahrrad üblicherweise jeweils ein hydraulisches Bremssystem 10 für ein Vorderrad und für ein Hinterrad aufweist, welche unabhängig voneinander durch einen Fahrer betätigt werden können.
Das hydraulische Bremssystem 10 weist eine Bremshebelvorrichtung 12, eine Scheibenbremsvorrichtung 20 und eine Wirbelstrombremsvorrichtung 40 auf.
Die Scheibenbremsvorrichtung 20 umfasst eine Bremsscheibe 22 und einen Bremssattel 24. Die Bremsscheibe 22 ist über mehrere Schrauben 23 an einer Radnabe 27 des Vorder- oder Hinterrades drehfest verbunden und rotiert damit mit dem Vorder- oder Hinterrad mit. Der Bremssattel 24 ist über zwei Schrauben 28, 30 an einem Fahrradrahmen 26, insbesondere einer Vorderrad- oder Hinterradgabel, befestigt. Der Bremssattel 24 weist einen derartigen U-förmigen Querschnitt auf, dass dieser einen Randbereich der Bremsscheibe 22 umgreift. In dem die Bremsscheibe 22 umgreifenden Bereich des Bremssattels 24 sind zwei Bremsklötze 25 angeordnet, welche mit einem Öl derart beaufschlagbar sind, dass die Bremsklötze 25 gegen die Bremsscheibe 22 gepresst werden können und dadurch ein Bremsvorgang verursacht wird.
Die Wirbelstrombremsvorrichtung 40 weist einen zwischen einer Bremsstellung und einer Ruhestellung verstellbaren Permanentmagneten 42 auf, welcher über einen Hebel 44 an dem Fahrradrahmen 26 drehbar gelagert ist. Der Hebel 44 ist mit einem ersten Ende an dem Fahrradrahmen 26 drehbar gelagert. An einem zweiten, freien Ende ist der Permanentmagnet 42 befestigt. Durch die schwenkbare Lagerung des Permanentmagneten 42 an dem Fahrradrahmen 26 kann der Permanentmagnet 42 zwischen der Bremsstellung und der Ruhestellung verstellt werden, wobei in der Bremsstellung, in welcher der Permanentmagnet 42 möglichst nah an der Bremsscheibe 22 angeordnet ist, die elektrisch leitfähige Bremsscheibe 22 dem Magnetfeld des Permanentmagneten 42 ausgesetzt ist und dadurch ein Bremsvorgang verursacht wird. In der Ruhestellung ist der Permanentmagnet 42 derart weit entfernt von der Bremsscheibe 22 angeordnet, dass die Bremsscheibe 22 außerhalb des Magnetfelds des Permanentmagnets 42 ist und damit kein Bremsvorgang erfolgt.
Die Verstellung des Permanentmagneten 42 zwischen der Brems- und Ruhestellung erfolgt durch eine hydraulische Verstelleinheit 45, welche als Hydraulikzylinder ausgeführt ist und an dem Fahrradrahmen 26 befestigt ist. Die hydraulische Verstelleinheit 45 ist mit dem Hebel 44 wirkverbunden.
Die Scheibenbremsvorrichtung 20 und die Wirbelstrombremsvorrichtung 40 sind beide durch die Bremshebelvorrichtung 12 betätigbar. Hierfür ist der Bremssattel 24 der Scheibenbremsvorrichtung 20 über eine erste hydraulische Verbindungsleitung 32 und die hydraulische Verstelleinheit 45 ist über eine zweite hydraulische Verbindungsleitung 46 mit der Bremshebelvorrichtung 12 fluidisch verbunden. Die Bremshebelvorrichtung 12 weist eine Basiseinheit 15 und einen Bremshebel 14 auf. Die Basiseinheit 15 ist an einem Lenker 16 des Fahrrades fest angeordnet. Der Bremshebel 14 ist drehbar an der Basiseinheit 15 gelagert und weist ein Druckstück 60 auf, welches auf eine Betätigungsgabel 62 derart wirkt, dass bei einer Verlagerung des Bremshebels 14 die Betätigungsgabel 62 translatorisch verlagert wird. Die Betätigungsgabel 62 weist wiederum zwei Betätigungsabschnitte 64, 66 auf, wobei ein erster Betätigungsabschnitt 64 auf einen ersten Betätigungs- Hydraulikzylinder 34 einwirkt und ein zweiter Betätigungsabschnitt 66 der Betätigungsgabel 62 auf einen zweiten Betätigungs-Hydraulikzylinder 48 einwirkt. Die Betätigungs-Hydraulikzylinder 34, 48 sind innerhalb der Basiseinheit 15 angeordnet, wobei der erste Betätigungs-Hydraulikzylinder 34 der Scheibenbremsvorrichtung 20 zugeordnet ist, d.h. der erste Betätigungs- Hydraulikzylinder 34 ist über die erste hydraulische Verbindungsleitung 32 mit dem Bremssattel 24 verbunden, und der zweite Betätigungs-Hydraulikzylinder 48 der Wirbelstrombremsvorrichtung 40 zugeordnet ist, d.h. der zweite Betätigungs- Hydraulikzylinder 48 ist über die zweite hydraulische Verbindungsleitung 46 mit der hydraulischen Verstelleinheit 45 verbunden. Damit bilden der erste Betätigungs- Hydraulikzylinder 34, die erste Verbindungsleitung 32 und der Bremssattel 24 ein erstes, geschlossenes hydraulisches System und der zweite Betätigungs- Hydraulikzylinder 48, die zweite Verbindungsleitung 46 und die hydraulische Verstelleinheit 45 bilden ein zweites, geschlossenes hydraulisches System. Die Betätigungs-Hydraulikzylinder 34, 48 weisen jeweils einen Kolben 36, 50 auf, welche jeweils durch ein Federelement 38, 52 in eine Stellung gedrückt werden, in welcher keine Bremsung durch die Scheibenbremsvorrichtung 20 und durch die Wirbelstrombremsvorrichtung 40 erfolgt. Die Kolben 36, 50 werden bei einer Betätigung des Bremshebels 14 entgegen der Federkraft der Federelemente 38, 52 belastet, wodurch sich die Kolben 36, 50 verlagern und das Öl aus den Betätigungs- Hydraulikzylindern 34, 48 verdrängen. Aufgrund der Inkompressibilität des Öls wirkt sich die Verdrängung des Öls in den Betätigungs-Hydraulikzylindern 34, 48 unmittelbar auf die hydraulische Verstelleinheit 45 und auf die Bremskötze 25 des Bremssattels 24 aus.
Bei einem gewünschten Bremsvorgang kann der Fahrer den Bremshebel 14 derart betätigen, dass wahlweise ausschließlich die Wirbelstrombremsvorrichtung 40 oder die Wirbelstrom bremsvorrichtung 40 und die Scheibenbremsvorrichtung 20 aktiviert werden. Hierbei kann der Bremshebel 14 ausgehend von einer Ausgangslage, in welcher keine Bremsung erfolgt, in einen ersten Bewegungsabschnitt b1 bewegt werden, wodurch ausschließlich die Wirbelstrombremsvorrichtung 40 aktiviert wird und zu einem Bremsvorgang führt. Dies kommt dadurch zustande, dass der zweite Betätigungsabschnitt 66 der Betätigungsgabel 62 dauerhaft an dem Kolben 50 des zweiten Betätigungs-Hydraulikzylinders 48 anliegt und dadurch jede Bewegung des Bremshebels 14 sich über das Druckstück 60 und die Betätigungsgabel 62 direkt auf den Kolben 50 auswirkt. Der erste Betätigungsabschnitt 64 der Betätigungsgabel 62 ist in der Ausgangslage über einen Abstand a zum Kolben 36 des ersten Betätigungs-Hydraulikzylinders 34 beabstandet, wobei der Abstand a erst mit Ablauf des ersten Bewegungsabschnitt b1 aufgehoben wird. Damit wird der Kolben 36 des ersten Betätigung-Hydraulikzylinders 34 während des ersten Bewegungsabschnitts b1 nicht verlagert, wodurch auch keine Bremswirkung durch die Scheibenbremsvorrichtung 20 erfolgt. Erst mit Beginn des zweiten Bewegungsabschnitts b2 kommt auch der erste Betätigungsabschnitt 64 der Betätigungsgabel 62 zur Anlage mit dem Kolben 36 des ersten Betätigungs- Hydraulikzylinders 34, wodurch der Bremsvorgang auch durch die Scheibenbremsvorrichtung 20 erfolgt. Damit wird ein hydraulisches Bremssystem 10 bereitgestellt, bei welchem der Verschleiß reduziert werden kann und bei Gefahrenbremsungen der Bremsweg verkürzt werden kann.

Claims

Patentansprüche Hydraulisches Bremssystem für ein Fahrrad oder ein Pedelec, mit einer Bremshebelvorrichtung (12), einer Scheibenbremsvorrichtung (20), welche eine Bremsscheibe (22) und einen Bremssattel (24) aufweist, wobei an dem Bremssattel (24) zwei, hydraulisch betätigbare und mit der Scheibenbremse (22) zusammenwirkende Bremsklötze (25) angeordnet sind, und wobei der Bremssattel (24) über eine hydraulische Verbindungsleitung (32) mit dem Bremshebelvorrichtung (12) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wirkbelstrombremsvorrichtung (40) vorgesehen ist, welche eine hydraulische Verstelleinheit (45) und einen durch die hydraulische Verstelleinheit (45) zwischen einer Bremsstellung und einer Ruhestellung verstellbaren Permanentmagneten (42) aufweist, wobei der Permanentmagnet (42) mit der elektrisch leitfähigen Bremsscheibe (22) zusammenwirkt. Hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (42) derart verlagerbar ist und mit der elektrisch leitfähigen Bremsscheibe (22) zusammenwirkt, dass in der Bremsstellung die Bremsscheibe (22) im Magnetfeld des Permanentmagneten (42) angeordnet ist und in der Ruhestellung die Bremsscheibe (22) außerhalb des Magnetfelds des Permanentmagneten (42) angeordnet ist. Hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulische Verstelleinheit (45) über eine zweite hydraulische Verbindungsleitung (46) mit dem Bremshebelvorrichtung (12) verbunden ist. Hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremshebelvorrichtung (12) einen ersten Betätigungs-Hydraulikzylinder (34) und einen zweiten Betätigungs-Hydraulikzylinder (48) aufweist, wobei der erste Betätigungs-Hydraulikzylinder (34) dem Bremssattel zugeordnet ist und der Betätigungs-Hydraulikzylinder (48) der hydraulischen Verstelleinheit (45) zugeordnet ist. Hydraulisches Bremssystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremshebel (14) der Bremshebelvorrichtung (12) aus einer Ausgangsstellung in einem ersten Bewegungsabschnitt (b1 ) und einem an den ersten Bewegungsabschnitt (b1 ) anschließenden zweiten Bewegungsabschnitt (b2) bewegbar ist, wobei während des ersten Bewegungsabschnitts (b1 ) ausschließlich der zweite Betätigungs- Hydraulikzylinder (48) betätigbar ist und während des zweiten Bewegungsabschnitts der erste Betätigungs-Hydraulikzylinder (34) und der zweite Betätigungs-Hydraulikzylinder (48) betätigbar ist. Hydraulisches Bremssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Permanentmagnet (42) translatorisch oder rotatorisch zwischen der Bremsstellung und der Ruhestellung verstellbar ist. Fahrrad mit einem hydraulischen Bremssystem (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6.
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