DE102004041247B4

DE102004041247B4 - Weggesteuerte Hydraulikbremse

Info

Publication number: DE102004041247B4
Application number: DE200410041247
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Kaiser Andreas Dipl-Ing (ba) 97440 Wernec De
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2024-12-18
Also published as: DE102004041247A1

Abstract

Hydraulische Fahrradhandbremse mit einem Fahrradhandbremshebel (3), einem eine Hubbewegung durchführenden Geberkolben (4) sowie mit einem Übersetzungsmittel (5, 8, 7), durch welches eine Bewegung des Fahrradhandbremshebels (3) unproportional in eine Bewegung des Geberkolbens (4) übersetzt wird, wobei das Übersetzungsmittel (5, 8, 7) eine geschlitzte Kurvenscheibe (5) mit einem kurvenförmigen Schlitz, eine Gelenkverbindung (8) und einen Gegenhalter (7) aufweist, wobei der Geberkolben (4) mittels der Gelenkverbindung (8) in dem kurvenförmigen Schlitz der Kurvenscheibe (5) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (7) eine geradlinige, der Hubbewegung des Geberkolbens (4) entsprechende Öffnung aufweist und die Gelenkverbindung (8) in der geradlinigen, der Hubbewegung des Geberkolbens (4) entsprechenden Öffnung des Gegenhalters (7) fixiert ist, wodurch die Bewegung des Geberkolbens (4) geradlinig geführt wird.

Description

Stand der Technik
Eine hydraulische Scheibenbremse funktioniert über einen Bremshebel, durch den ein Kolben proportional dazu bewegt wird. Dieser Kolben verdrängt das Medium Öl und schiebt somit die Bremskolben mit den Bremsbacken gegen die Scheibenbremse. Eine Verzögerung wird damit bewirkt. Die Systeme, die derzeit auf dem Markt sind, funktionieren nach dem linearen Prinzip. Der Hebelweg ist proportional zum Verfahrweg des Bremskolbens. Da an der Bremsscheibe ein großes Moment auftritt, muss viel Kraft über die Bremsbacken aufgebracht werden. Daher ist nur ein kleiner Verfahrweg mit großem Kolbendurchmesser möglich und es kommt durch den engen Spalt zur Bremsscheibe sehr leicht zu unangenehmen Schleifgeräuschen und Verzögerungen. Die Bremsscheibe muss hier enge Toleranzen haben und genauestens montiert werden. Ebenfalls muss der Bremssattel genau justiert werden. Will man hingegen die Bremsbacken am Ende des Bremsvorgangs möglichst weit öffnen und somit den Spalt vergrößern, so ist nur ein schlechter Druckpunkt für die Bremse möglich und die Bremsleistung zu gering.
Ein weiteres Problem ist das ungleichmäßige Zurückziehen der beiden Bremsbacken. Verkantet der eine leicht, oder hat er in der Passung etwas mehr Reibung als der andere, so verfährt nur ein Bremsbacken, und der andere liegt weiterhin an der Scheibe an. Es kommt ebenfalls zu lästigen Schleifgeräuschen.
Heute hat man bei den Scheibenbremsen einen Kompromiss zwischen Kraftübertragung und Kolbenweg gewählt.
Aus der DE 43 40 379 A1 ist eine Zweiradhandbremse mit einem Handbremshebel, einem eine Hubbewegung durchführenden Geberkolben sowie mit einem Übersetzungsmittel bekannt, durch welches eine Bewegung des Handbremshebels unproportional in eine Bewegung des Geberkolbens übersetzt wird, wobei das Übersetzungsmittel zwei aneinander abwälzende Übertragungselemente aufweist.
Aus der DE 196 02 620 A1 eine Bremsenbetätigungsvorrichtung bekannt mit einem Bremspedal, einer eine Hubbewegung durchführenden Druckstange sowie mit einem Übersetzungsmittel, durch welches eine Bewegung des Bremspedals unproportional in eine Bewegung der Druckstange übersetzt wird, wobei das Übersetzungsmittel eine geschlitzte Führungsplatte aufweist.
Aus der DE 101 58 382 A1 ist eine hydraulische Fahrradhandbremse eines Fahrrads mit einem Antiblockiersystem bekannt. Diese weist einen Handbremshebel sowie ein hydraulisches Stellgerät auf, welches eine Betätigung des Handbremshebels unproportional in eine Bremsbetätigung an einem Rad des Fahrrads übersetzt.
Aus der DE 37 44 717 A1 ist eine hydraulische Fahrradhandbremse mit einem Handbremshebel, einem eine Hubbewegung durchführenden Druckbolzen sowie mit einem Übersetzungsmittel bekannt, durch welches eine Bewegung des Handbremshebels in eine Bewegung des Druckbolzens übersetzt wird, wobei das Übersetzungsmittel ein mit dem Handbremshebel verbundener, bei Bewegung des Handbremshebels auf den Druckbolzen drückender Nocken ist.
Aus der DE 27 24 969 A1 ist eine hydraulische Fahrradhandbremse mit einem Fahrradhandbremshebel, einem eine Hubbewegung durchführenden Geberkolben sowie mit einem Übersetzungsmittel bekannt, durch welches eine Bewegung des Fahrradhandbremshebels unproportional in eine Bewegung des Geberkolbens übersetzt wird, wobei das Übersetzungsmittel eine Kurvenscheibe mit einer kurvenförmigen Kontur und eine Gelenkverbindung aufweist, wobei der Geberkolben mittels der Gelenkverbindung in dem kurvenförmigen Schlitz der Kurvenscheibe gelagert ist.
Aufgabenstellung
Aufgabe ist es ein Bremssystem zu entwickeln, das die Bremsbacken gleichmäßig und weit von der Bremsscheibe entfernt, gleichzeitig aber eine ordentliche Kraftübertragung bietet.
Erfindung
Mit der neuen Bremse wird eine Kreisbewegung des Bremshebels in eine geradlinige Bewegung des Geberkolbens umgelenkt. Diese Kolbenbewegung erfolgt nicht proportional zum Hebelweg. Zu Beginn des Bremsvorganges, im Leerhub ist keine große Kraft erforderlich (Bremsbacken haben noch keinen Kontakt zur Bremsscheibe). Die Bremse kann in diesem Bereich so übersetzt werden, dass sie hier viel Weg macht. Es muss ein großer Kolbenhub erfolgen und später, bei Berührung von Bremsbacken und Bremsscheibe, ein kleiner kraftvoller Hub. Dies ist hier mit einer Kurven- bzw. Formscheibe realisiert. Der Kolben bekommt über diese speziell ausgeformten Teile die Bewegung vorgegeben. Der Geberkolben ist über eine Stiftverbindung mit der Kurvenscheibe verbunden und wird über einen Gegenhalter gesichert. Der Gegenhalter hat eine längliche, gerade Öffnung, die der Hubbewegung de Kolbens entspricht. Er verhindert, dass der Geberkolben auf Biegung belastet wird und verbessert die Führung der Stift-Gleitlagerung.
Bei diesem System ist kein Ausgleich über einer Ölausgleichsbehälter erforderlich und es ist damit sehr Wartungsarm. Der Verschleiß der Bremsbacken wird über eine Nachstellschraube, die ein zusätzliches Ölvolumen in die Leitung eindrücken kann, ausgeglichen.
Das Prinzip lässt sich auch einfach auf Bremsen mit Bowdenzug übertragen. Über einen speziell ausgelegten Hebel wird mit der ersten kleinen Bewegung des Bremshebels ein weites Anziehen des Bowdenzuges erzeugt. Die folgende Bremshebelbewegung bewirkt wenig Wegveränderung. Die Bremse kann so auf einen ordentlichen Druckpunkt optimiert werden.
Bei der hydraulischen Bremse werden in dem neuen System die Kolben bis an einen Anschlag zurückgezogen. Dies verhindert, dass bei unterschiedlichen Reibungsverhältnissen der Beiden Kolben sich nicht nur einer der Beiden Kolben bewegt. Der leichtgängigere Kolben wird nun durch die Kraft einer Rückholfeder bis zum Anschlag zurückgezogen. Daraufhin wird der andere Kolben zwangsläufig zum leichtgängigeren und verfährt ebenfalls bis in den vorgegebenen Anschlag.
Um das Bremssystem möglichst wartungsfreundlich und gleichzeitig mit den Vorteilen der Hydraulik auszustatten, kann eine mechanische Bremse mit einer Hydraulikleitung kombiniert werden. Die Bowdenzuglänge wird hierbei auf ein notwendiges Maß reduziert. Der größere Teil der Bremsleitung ist eine Hydraulikleitung, in die an den Enden zwei kleine Kolben eingebaut sind, die sich gegenseitig durch das Verschieben des Ölvolumens bewegen. Der negative Einfluss des Bowdenzuges, die Längung des Zuges und damit ein ungenauer Bremsdruckpunkt und die Reibung im System, ist somit auf ein Minimum reduziert. Die Ölleitung ist nicht direkt an den Bremsbacken, wodurch eine höhere Sicherheit bei Leckagen gegeben ist.
Die neuartige, weggesteuerte Bremse lässt sich somit sehr bedienerfreundlich auslegen. Es werden große Toleranzen der Bremsscheibe ausgeglichen. Schleifgeräusche werden somit vermieden.
Ausführungsbeispiel
Diagram- und Figurenbeschreibung
Das Diagram zeigt in der X-Achse die Winkelbewegung des Bremshebels. Die Y-Achse zeigt die resultierende Bremsbackenzustellung.
In diesem Beispiel wird der ursprüngliche Bremsvorgang direkt übertragen. Nur die Zustellung des Bremsbackens an die Bremsscheibe ist verändert. Es wird in diesem Bereich bei gleicher Bremshebelbewegung ein vielfacher Weg des Bremsbackens bewirkt. Ein fließender Übergang bringt diese schnelle Zustellung in das eigentliche Bremsverhalten. Der Anwender der Bremse würde somit im Bremsverhalten keinen unterschied spüren.
Da diese Kurve variiert werden kann, kann das System mit einem größeren Spalt, reaktionsschnellere, aggressiver oder dosierter ausgelegt werden.
1 Das System zeigt den Bremshebel mit der Kurvenscheibe/Formscheibe (5). Durch die Führung des Stiftes (8) in der Kurve wird bei einer Hebelbewegung der Zylinder bewegt. Diese Bewegung ist durch die Form der Kurve vorgegeben. Der Gegenhalter (7) verhindert Querkräfte auf den Kolben und führt diesen.
Die Volumenausgleichsschraube (6) dient der Feineinstellung der Bremsbackenposition. Bei Verschleiß des Bremsbackens muss die Schraube eingeschraubt werden, um zusätzliches Öl in die Leitung zu drücken, bzw. um das Volumen zu verringern.
2 Das System zeigt den Bremshebel (3) mit einer Kurvenscheibe/Formscheibe (5). Durch die Form der Scheibe (5) wird der Geberkolben (4) betätigt.
3 Gezeigt ist ein nicht zur Erfindung gehöriger Bremsbacken (13) mit dem druckenden Kolben (14). Im Zylinder ist ein Hubbegrenzungsmittel (10) integriert, damit der Kolben (14) genau an diese Stelle verfährt und dann blockiert wird. Somit wird erzwungen, dass beide Bremsbacken in eine Endposition verfahren.
4 Gezeigt wird ein nicht zur Erfindung gehöriger Bremsbacken (13) mit dem drückenden Kolben wie in 3, nur dass hier die Hubbegrenzung (10) z. B. ringförmig im Kolben (14) integriert ist.
Bezugszeichenliste

1: Lenker
2: Lenkergriff
3: Bremshebel
4: Geberkolben
5: Kurvenscheibe/Formscheibe
6: Nachstellschraube
7: Gegenhalter/Führung
8: Stiftverbindung
9: Bremszange
10, 10', 10'': Abstandshalter/Blockade/Hubbegrenzungsmittel
11: Ölzuführung/Ölabführung
12: Bremsscheibe
13: Bremsbacken
14: Kolben

Claims

Hydraulische Fahrradhandbremse mit einem Fahrradhandbremshebel (3), einem eine Hubbewegung durchführenden Geberkolben (4) sowie mit einem Übersetzungsmittel (5, 8, 7), durch welches eine Bewegung des Fahrradhandbremshebels (3) unproportional in eine Bewegung des Geberkolbens (4) übersetzt wird, wobei das Übersetzungsmittel (5, 8, 7) eine geschlitzte Kurvenscheibe (5) mit einem kurvenförmigen Schlitz, eine Gelenkverbindung (8) und einen Gegenhalter (7) aufweist, wobei der Geberkolben (4) mittels der Gelenkverbindung (8) in dem kurvenförmigen Schlitz der Kurvenscheibe (5) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter (7) eine geradlinige, der Hubbewegung des Geberkolbens (4) entsprechende Öffnung aufweist und die Gelenkverbindung (8) in der geradlinigen, der Hubbewegung des Geberkolbens (4) entsprechenden Öffnung des Gegenhalters (7) fixiert ist, wodurch die Bewegung des Geberkolbens (4) geradlinig geführt wird.
Fahrradhandbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kurvenscheibe (5) einstückig mit dem Fahrradhandbremshebel (3) verbunden ist.
Fahrradhandbremse nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindung (8) als Stift-Gleitlagerverbindung ausgebildet ist.
Fahrradhandbremse nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der kurvenförmige Schlitz der Kurvenscheibe (5) so ausgelegt ist, dass am Anfang der Bewegung ein großer Hub und am Ende ein feiner, kraftvoller Hub erfolgt.
Fahrradhandbremse nach mindestens einem der voranstehenden Ansprüche, gekennzeichnet mit einer Volumen-Ausgleichschraube (6), welche in eine Ölleitung der Fahrradhandbremse einschraubbar ist.