DE10134820A1

DE10134820A1 - Rücktritt-Bremsanlage eines Fahrrads, insbesondere eines Fahrrads mit einer Kettenschaltung

Info

Publication number: DE10134820A1
Application number: DE2001134820
Authority: DE
Inventors: Michael Osiander
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2003-02-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rücktritt-Bremsanlage, insbesondere für ein Fahrrad, mit einer Kettenschaltung und einem auf der Tretkurbelwelle (3) angeordneten Freilauf. Um ein Zurückschieben des Fahrrads ohne Aktivierung der Rücktritt-Bremse zu ermöglichen, ist der Freilauf (11) über eine schaltbare Freischalteinrichtung (17) mit der Tretkurbelwelle (3) verbunden, die aus einem fest auf der Tretkurbelwelle (3) aufgebrachten Zahnelement (11) und einem zugeordneten, mit dem Freilauf (3) fest verbundenen und gegenüber dem Zahnelement (18) seitlich verschiebbaren Gegenzahnelement (18) besteht. Das Gegenzahnelement (12) und damit der Freilauf (11) sind über eine Druckfeder (19) in Richtung eines Zahneingriffs vorgespannt. Durch ein Freischaltbetätigungsmittel (21, 22) kann das Gegenzahnelement (12) für eine Freischaltung bei Überbrücken der Druckfeder (19) ausgerückt werden.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsanlage eines Fahrrads, insbesondere eines Fahrrads mit einer Kettenschaltung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein Fahrrad weist in allgemein bekannter Weise eine Tretkurbel mit Pedalen auf, die mittels einer Tretkurbelwelle in einem rahmenseitigen Tretlager gelagert ist. Auf der Tretkurbelwelle ist drehfest und koaxial ein Kettenrad als Tretkurbel-Kettenrad angeordnet. Damit wird mittels einer Kette die Tretbewegung und damit die Drehung des Tretkurbel-Kettenrads auf ein kleineres Hinterrad- Kettenrad übertragen, welches mit einer Nabe verbunden ist die wiederum über Speichen Verbindung mit der Hinterradfelge hat.

Frühere Fahrräder hatten keine Gangschaltung und waren generell mit zwei unabhängigen Bremsen ausgerüstet in der Art einer handbetätigbaren Vorderradbremse und einer fußbetätigbaren in einer Hinterrad-Freilaufnabe integrierten Hinterrad-Rücktrittbremse.

Weiter sind Fahrräder allgemein bekannt, die für einen kraftschonenden Fahrbetrieb eine Hinterrad-Freilaufnabe mit einer integrierten Rücktrittbremse und einer zusätzlich integrierten Gangschaltung aufweisen. Aus Platz- und Gewichtsgründen sind jedoch nur wenige Schaltstufen integrierbar.

Eine Fahrradbremsanlage in der vorstehenden Kombination aus einer mittels eines Handziehgriffs vom Fahrradlenker aus betätigbaren Vorderradbremse und einer fußbetätigbaren Rücktrittbremse für das Hinterrad hat für die Bequemlichkeit und Sicherheit beim Fahrradfahren erkennbare Vorteile:
Durch die Fußkraft, mit der ggf. das gesamte Körpergewicht einsetzbar ist kann im Vergleich zu einer Bremsbetätigung mit einem Handziehgriff eine wesentlich größere Bremsbetätigungskraft aufgebracht werden. Zudem entspricht der Rücktritt auf ein Pedal im Sinne eines Zurückweichens beim Auftreten eines Hindernisses einem unwillkürlichen, natürlichen Bewegungsablauf.

Für eine weitere Verbesserung eines kraftsparenden, schnellen und sportlichen Fahrbetriebs werden moderne Fahrräder derzeit meist mit sogenannten Kettenschaltungen ausgerüstet, mit denen viele, eng gestufte Schaltstufen möglich sind. Dafür ist ein Hinterrad-Kettenradsatz erforderlich, dem ein von der Hinterradgabel nach unten unter den Kettenradsatz abstehender und mittels einer Schaltbetätigung quer verstellbarer Kettenumleger zugeordnet ist, der wenigstens an der freien Endseite ein oder mehrere Kettenumlenkräder aufweist. Der Kettenumleger und/oder daran angebrachte Umlenkrollen sind zur Aufbringung einer unteren Kettenvorspannung federvorgespannt. In einer solchen Anordnung ist es zwingend erforderlich, dass die Hinterradnabe einen Freilauf für einen Rücktritt mit Kettenrücklauf aufweist. Damit kann über die Kette keine Rücktrittkraft auf den Hinterrad-Kettenradsatz aufgebracht werden, so dass die eingangs beschriebene, bekannte Freilaufnabe mit integrierter Rücktrittbremse nicht einsetzbar ist und sowohl die Vorderradbremse als auch die Hinterradbremse über Handziehgriffe am Lenker bedienbar sind.

Damit besteht die Gefahr eines nicht angepassten Bremsbedienungsverhaltens, wobei beispielsweise das Vorderrad von Hand zu stark abgebremst wird oder wegen fehlender Kraft die Bremswirkung zu gering ist. Bei allen Bremssituationen wären jedoch die Füße für eine jedoch hier nicht vorhandene Rücktrittbremse uneingeschränkt einsetzbar.

Es ist auch eine Rücktritt-Bremsanlage für ein Fahrrad mit einer Kettenschaltung bekannt (DE-OS 39 32 870), bei der auf der Tretkurbelwelle ein Freilauf angeordnet ist, der beim Vorwärtstreten entkoppelt und bei einem Rücktritt koppelbar ist. Der Freilauf ist über kraft- und wegübertragende Bremsbetätigungsmittel mit wenigstens einer Radbremse für eine Bremsaktivierung beim Rücktritt verbunden, wobei die Rücktritt-Bremskraft vom gekoppelten Freilauf abgegriffen wird. Weiter ist eine ähnliche Anordnung bekannt, bei der ein Freilaufelement am Tretkurbel-Kettenrad angebracht ist (DE-OS 41 14 078).

Ein Nachteil einer solchen Rücktritt-Bremsanlage bei einem Fahrrad mit einer Kettenschaltung besteht darin, dass beim Rangieren des Fahrrads in Verbindung mit einem Rückwärtsschieben die Tretkurbelwelle mit zurückgedreht wird, so dass der Freilauf koppelt und dadurch die Rücktritt-Bremse ungewollt und unerwünscht aktiviert wird. Dadurch wird ein Zurückschieben des Fahrrads verhindert oder zumindest erschwert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Rücktritt-Bremsanlage so weiterzubilden, dass dieser Nachteil behoben wird.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß Anspruch 1 ist der Freilauf über eine dazwischen angeordnete Freischalteinrichtung mit der Tretkurbelwelle seitlich verschiebbar verbunden. Die Freischalteinrichtung besteht aus einem fest auf der Tretkurbelwelle angebrachten Zahnelement und einem zugeordneten, mit dem Freilauf fest verbundenen und gegenüber dem Zahnelement verschiebbaren Gegenzahnelement. Das Gegenzahnelement ist durch eine Druckfeder auf das Zahnelement hin für einen Zahneingriff vorgespannt. Der Zahneingriff des Gegenzahnelements ist mit einem damit direkt oder indirekt verbundenen Freischalt-Betätigungsmittel bei einer Betätigung durch Überdrücken der Druckfeder für eine Freischaltung ausrückbar. Bei Nichtbetätigung ist der Zahneingriff durch die Federkraft der Druckfeder wieder einrückbar und einschaltbar.

Die Wirkung des Freilaufs und damit die Wirkung der Rücktritt-Bremsanlage kann somit vom Fahrer des Fahrrads bei Bedarf durch eine Betätigung des Freischalt-Betätigungsmittels ausgeschaltet werden, wodurch insbesondere und vorteilhaft ein durch eine Bremswirkung nicht behindertes Zurückschieben eines so ausgerüsteten Fahrrads möglich ist.

Eine solche Freischalteinrichtung kann einfach und kostengünstig hergestellt werden. Insbesondere ist es möglich, eine solche Freischalteinrichtung in eine Baueinheit aus Freilauf und Freischalteinrichtung kompakt zu integrieren. Vor allem ist damit die Herstellung eines preiswerten und einfach montierbaren Nachrüstsatzes in der Art eines Adapters für übliche Fahrräder mit Kettenschaltung und zwei Handbremsen möglich.

Durch den einfachen Aufbau in Verbindung mit einem einfachen, seitlichen Ausrücken des Gegenzahnelements bei einer Freischaltung des Freilaufs ist die bei Bremsanlagen erforderliche hohe Funktionssicherheit gegeben.

Grundsätzlich können das Zahnelement und das Gegenzahnelement in unterschiedlichen Ausführungsformen eingesetzt werden, wobei es lediglich darauf ankommt, dass im eingerückten Zustand eine Mitdrehverbindung hergestellt ist, die im ausgerückten Zustand aufgehoben wird. Eine besonders einfache, kostengünstige und funktionssichere Anordnung ergibt sich nach Anspruch 2 dadurch, dass das fest auf der Tretkurbelwelle angebrachte Zahnelement ein außen verzahnter Zahnring als Pressring und das dem Freilauf zugeordnete Gegenzahnelement ein innen verzahnter Zahnring als Pressring ist.

Das Freischalt-Betätigungsmittel wird nach Anspruch 3 zweckmäßig in der Art eines handbetätigbaren Betätigungshebels mit einem angeschlossenen Bowdenzug oder einem angeschlossenen Gestänge ausgeführt, der auf einen ortsfest gelagerten Druckhebel zur Verschiebung des Gegenzahnelements bzw. des Freilaufs wirkt.

Ein solcher handbetätigbarer Betätigungshebel kann nach Anspruch 4 am Lenker angebracht sein. Um Fehlbedienungen während der Fahrt durch eine Betätigung mit einer ungewollten Ausschaltung der Rücktrittbremse auszuschließen, kann der Betätigungshebel auch im Sattelbereich, insbesondere an einer Sattelstütze, angebracht werden. Beim Zurückschieben des Fahrrads ist dieser Bereich bequem zugänglich, während beim Fahrbetrieb damit eine unzulässige Ausschaltung der Rücktrittbremse praktisch ausgeschlossen ist.

In einer konkreten, bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 5 ist die Druckfeder seitlich am Freilauf angebracht und abgestützt, wobei sie die Tretkurbelwelle umgreift und andererseits vorzugsweise am Tretkurbelarm abgestützt ist. Dabei ist die Druckfeder als Tellerfeder oder Schraubenfeder ausgeführt.

Der Freilauf ist nach Anspruch 6 zweckmäßig als Klemmkörperfreilauf ausgebildet und besteht aus einem ersten, drehfest mit dem Gegenzahnelement verbundenen Freilaufteil. Dieses Freilaufteil kann auch unmittelbar in einer Doppelfunktion als Gegenzahnelement ausgeführt sein. Weiter besteht der Freilauf aus wenigstens einem zweiten, beim Rücktritt koppelbaren und mit dem Bremsbetätigungsmittel verbunden Freilaufteil, über das die Bremskraft der Bremse zugeführt wird.

Eine günstige Stelle mit einfacher Montagemöglichkeit für den Freilauf und die Freischalteinrichtung liegt nach Anspruch 7 an der kettenradfreien Seite im Bereich zwischen dem dortigen Tretkurbelarm und dem Tretlagergehäuse.

Grundsätzlich kann das Bremsbetätigungsmittel zwischen dem Freilauf und der Bremse ein beliebiges kraft-/wegübertragendes Element sein und insbesondere mechanisch oder hydraulisch wirken. Gemäß Anspruch 8 werden zweckmäßig und einfach ein Bowdenzug und/oder ein Gestänge verwendet.

Für die erfindungsgemäße Anlage sind nach Anspruch 9 alle in Verbindung mit Fahrrädern verwendeten Bremsen, wie Backenbremsen, Trommelbremsen oder Scheibenbremsen, möglich.

Gemäß Anspruch 10 wird ein besonders günstiges Bremsverhalten erreicht, wenn die Rücktrittbremse auf das Hinterrad wirkt. Als Vorderradbremse kann die übliche Handbremse beibehalten werden. Grundsätzlich können jedoch auch das Vorderrad oder auch beide Räder mit der Rücktrittbremse ausgerüstet werden.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rücktritt-Bremsanlage mit eingerückter Freischalteinrichtung und
Fig. 2 die Rücktritt-Bremsanlage mit ausgerückter Freischalteinrichtung.
Fig. 1 zeigt schematisch die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Rücktritt- Bremsanlage 1 für ein hier nicht im Detail dargestelltes Fahrrad mit einer Kettenschaltung.
Diese Rücktritt-Bremsanlage 1 weist eine Tretkurbel 2 auf, die mittels einer Tretkurbelwelle 3 in einem Gehäuse 4 eines rahmenseitigen Tretlagers gelagert ist.
Am jeweils endseitig aus dem Tretlagergehäuse 4 ragenden Tretkurbelwellenende sind Tretkurbelarme 5, 6 mit dort gelagerten und hier nicht dargestellten herkömmlichen Tretpedalen angeordnet.
Die Rücktritt-Bremsanlage 1 weist des weiteren eine einem hier lediglich strichliert dargestellten Hinterrad 7, insbesondere einer Felge 16 des Hinterrades 7, zugeordnete Radbremse 8 auf, die hier als Felgenbremse in der Art einer Backenbremse ausgebildet ist. Diese Radbremse 8 ist mit einem hier lediglich schematisch dargestellten Bowdenzug 9 als kraft- und wegübertragendes Betätigungsmittel zur Betätigung der Radbremse 8 gekoppelt.
Auf der Tretkurbelwelle 3 ist ein Tretkurbel-Kettenrad 10 drehfest angeordnet. An der dem Tretkurbel-Kettenrad 10 gegenüberliegenden Seite der Tretkurbelwelle 3 ist ein Freilauf 11 über eine Freischalteinrichtung 17 an der Tretkurbelwelle 3 angeordnet.
Der Freilauf 11 ist aus einem ersten, drehfest mit der Tretkurbelwelle 3 mittels der Freischalteinrichtung 17 koppelbaren Freilaufteil 12 und einem zweiten Freilaufteil 13 aufgebaut. Dieses erste und zweite Freilaufteil 12, 13 sind beim Vorwärtstreten für einen Freigang entkoppelt, während sie bei einem Rücktritt für eine Kraft- und Wegübertragung selbsttätig koppelbar sind. Dazu ist der Bowdenzug 9 mit dem zweiten Freilaufteil 13 verbunden. Eine Bowdenzughülle 14 ist über eine Abstützung 15 im Bereich des Tretlagers 4 abgestützt. Der an sich bekannte Freilauf 11 ist lediglich schematisch dargestellt und kann in Verbindung mit der Freischalteinrichtung 17 entsprechend handelsüblicher Ausführungsformen verwendet werden.
Die Freischalteinrichtung 17 besteht aus einem fest auf der Tretkurbelwelle 3 angebrachten Zahnring 18 und einem mit dem Freilauf fest verbundenen und zusammen mit diesem seitlich ausrückbaren Gegenzahnelement 12, welches hier in einer Doppelfunktion auch das erste, innere Freilaufteil ist. Es sind jedoch auch weniger stark integrierte Ausführungsformen möglich mit einem separaten Freilauf und einer separaten Freischalteinrichtung. Der Zahnring 18 ist außen verzahnt, während der Gegenzahnring 12 innen verzahnt ist. Der Gegenzahnring 12 ist über eine Druckfeder 19 in seine eingerückte, mit dem Zahnring 18 drehverbundene Position vorgespannt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.
Als Freischaltbetätigungsmittel 20 ist hier schematisch eine Anordnung aus einem Freischalt-Bowdenzug 21 und einem damit verbundenen Druckhebel 22 dargestellt, welcher auf den Gegenzahnring 12 bzw. den Freilauf 11 in Richtung einer Freigabe- und Ausrückposition gegen die Federkraft der Druckfeder 19 wirkt.
Mit einem derartigen Aufbau ergibt sich folgende Funktionsweise der erfindungsgemäßen Rücktritt-Bremsanlage 1 bei eingerückter und gekoppelter Freischalteinrichtung:
Beim Vorwärtstreten sind das erste Freilaufteil 12 und das zweite Freilaufteil 13 entkoppelt und der Freilauf 11 läuft frei. Beim Rückwärtstreten wird dagegen das zweite Freilaufteil 13 rückwärts gedreht, wodurch durch die Ankopplung an den Bowdenzug 9 eine Zugkraft auf diesen aufgebracht wird, die über den Bowdenzug 9 entsprechend auf die Radbremse 8 übertragbar ist, so dass diese angezogen wird und die Felge 16 und damit das Hinterrad 7 entsprechend abgebremst wird. Das zweite Freilaufteil 13 ist hierbei in die entkoppelte Stellung federvorgespannt, so dass das zweite Freilaufteil 13 nur bei einem Rücktritt über den Bowdenzug 9 eine Bremskraft auf das Hinterrad 7 auszuüben vermag.
Für eine Freischaltung der Rücktritt-Bremsanlage 1, insbesondere beim Zurückschieben eines Fahrrads, wird ein (nicht dargestellter) Betätigungshebel gezogen, der mit dem Freischalt-Bowdenzug 21 verbunden ist, wodurch der Druckhebel 22 in die mit Pfeilen in Fig. 1 eingezeichnete Richtung für eine Ausrückposition bewegbar ist. Diese Position ist in Fig. 2 dargestellt, wobei der Zahneingriff zwischen dem Zahnring 18 und dem Gegenzahnring 12 aufgehoben ist, so dass der Gegenzahnring 12 und damit der Freilauf 11 lose auf einem unverzahnten Bereich aufliegt und ohne mit der Tretkurbelwelle 3 mitzudrehen, freigeschaltet ist.

Claims

1. Rücktritt-Bremsanlage (1) eines Fahrrads, insbesondere eines Fahrrads mit einer Kettenschaltung,
mit einer Tretkurbel (2) mit Pedalen, die mittels einer Tretkurbelwelle (3) in einem rahmenseitigen Tretlager (4) gelagert ist,
mit einem auf der Tretkurbelwelle (3) drehfest angeordneten Kettenrad als Tretkurbel-Kettenrad (10),
mit wenigstens einer einem Rad (7) zugeordneten Radbremse (8),
mit einem auf der Tretkurbelwelle (3) angeordneten Freilauf (11), der beim Vorwärtstreten entkoppelt und beim Rücktritt koppelbar ist, und der über kraft- und wegübertragende Bremsbetätigungsmittel (9) mit der wenigstens einen Radbremse (7) für eine Bremsaktivierung beim Rücktritt verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Freilauf (11) über eine dazwischen angeordnete Freischalteinrichtung (17) mit der Tretkurbelwelle (3) seitlich verschiebbar verbunden ist,
dass die Freischalteinrichtung (17) aus einem fest auf der Tretkurbelwelle (3) angebrachten Zahnelement (18) und einem zugeordneten, mit dem Freilauf (3) fest verbundenen und gegenüber dem Zahnelement (18) verschiebbaren Gegenzahnelement (12) besteht,
dass das Gegenzahnelement (12) durch eine Druckfeder (19) auf das Zahnelement (18) hin für einen Zahneingriff vorgespannt ist, und
dass der Zahneingriff des Gegenzahnelements (12) mit einem damit direkt oder indirekt verbundenen Freischalt-Betätigungsmittel (21, 22) bei Betätigung durch Überdrücken der Druckfeder (19) für eine Freischaltung ausrückbar und bei Nichtbetätigung durch die Federkraft der Druckfeder (19) wieder einrückbar und einschaltbar ist.

2. Rücktritt-Bremsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das fest auf der Tretkurbelwelle (3) angebrachte Zahnelement ein außen verzahnter Zahnring (18) als Pressring und das dem Freilauf (11) zugeordnete Gegenzahnelement ein innen verzahnter Gegenzahnring (12) als Pressring ist.

3. Rücktritt-Bremsanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Freischalt-Betätigungsmittel einen handbetätigbaren Betätigungshebel an einem Fahrradteil und einen Freischalt-Bowdenzug (21) und/oder ein Gestänge zwischen dem Betätigungshebel und einem ortsfest gelagerten Druckhebel (22) umfasst, der auf das Gegenzahnelement (12) bzw. den damit verbundenen Freilauf (3) wirkt.

4. Rücktritt-Bremsanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungshebel am Lenker und/oder im Sattelbereich, insbesondere an der Sattelstütze, angebracht ist.

5. Rücktritt-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfeder (19) als seitlich am Freilauf (11) angebrachte und abgestützte, die Tretkurbelwelle (3) umgreifende und andererseits vorzugsweise am Tretkurbelarm (5) abgestützte Tellerfeder oder Schraubenfeder ausgeführt ist.

6. Rücktritt-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (11) als Klemmkörperfreilauf ausgebildet ist und aus einem ersten, drehfest mit dem Gegenzahnelement (12) verbundenen oder dieses zugleich bildenden Freilaufteil (12) und aus wenigstens einem zweiten, beim Rücktritt koppelbaren und mit dem Bremsbetätigungsmittel (9) verbundenen Freilaufteil (13) besteht.

7. Rücktritt-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Freilauf (11) und die Freischalteinrichtung (17) an der kettenradfreien Seite im Bereich zwischen dem dortigen Tretkurbelarm (5) und dem Tretlagergehäuse (4) angebracht sind.

8. Rücktritt-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Bremsbetätigungsmittel ein Bowdenzug (9) und/oder ein Gestänge verwendet sind.

9. Rücktritt-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Bremsbetätigungsmittel (9) verbundene Radbremse (8) wenigstens eine Felgenbremse in der Art einer Backenbremse und/oder eine Trommelbremse und/oder eine Scheibenbremse ist.

10. Rücktritt-Bremsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Radbremse (8) eine Hinterradbremse ist.