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.