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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung liegt auf dem Gebiet des Maschinenbaus, genauer auf dem
Gebiet der Fahrzeugtechnik.
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Sie
betrifft genauer die Konstruktion von eigenständigen Bremseinrichtungen
von Fahrzeuganhängern, die an sich als Auflaufbremsen zur
Unterstützung der Bremswirkung eines Zugfahrzeuges bekannt
sind.
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Bekanntermaßen überträgt
sich ein Bremsvorgang des Zugfahrzeugs durch eine auf die Anhängerdeichsel
wirkende Auflaufkraft auf einen Anhänger, wobei die Auflaufkraft
zur Steuerung einer Bremse des Anhängers meistens in hydraulischer
Weise verwendet und umgesetzt wird. Hierdurch kann eine verbesserte
Verzögerungswirkung des Gespanns erreicht werden, da die Bremswirkung
auf mehr gewichtsbelastete Räder verteilt werden kann.
Zudem wird die Spurhaltung des Zugfahrzeugs während eines
Bremsvorganges verbessert.
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Eine
solche Auflaufbremse ist beispielsweise aus der
DE 29613898 U1 als hydraulische
Auflaufbremse für einen Fahrradanhänger bekannt.
Dort wird beim Auflaufen eines Fahrradanhängers auf das ziehende
Fahrrad ein Hydraulikvolumen komprimiert und der erhöhte
Hydraulikdruck mittels einer Hydraulikleitung auf eine Anhängerbremse übertragen.
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Aus
dem deutschen Gebrauchsmuster
DE 29722667 U1 ist ebenfalls eine hydraulische
Auflaufbremse für einen Fahrradanhänger bekannt,
wobei dort im Wesentlichen der Aufbau eines hydraulischen Gebers
im Deichselbereich offenbart ist.
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Dem
aus dem Stand der Technik, insbesondere auch für Fahrradgespanne
bekannten Standes der Technik ist das hydraulische Prinzip auch
bei der Bremsansteuerung durch die Auflaufkraft gemein. Dieses erfordert,
hydraulisch betätigbare Bremsen im Falle eines Fahrradgespannes
zumindest für den Fahrradanhänger einzurichten
und eine Hydraulikleitung sowie einen Hydraulikgeber bereit zu stellen. Diese
Elemente sind von Kraftfahrzeuggespannen bekannt und auch bewährt,
jedoch erfordern sie einen hohen technologischen und Kostenaufwand,
der im Verhältnis zu den sonstigen technischen Erfordernissen
und technischen Möglichkeiten eines Fahrradgespanns sehr
hoch erscheint. Außerdem ist die Bemessung der Bremskraft
genau zu steuern, um ruckartiges, sich gegebenenfalls aufschaukelndes Bremsen
zu verhindern.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, vor dem
Hintergrund des Standes der Technik eine konstruktiv vereinfachte,
gut steuerbare und vor allem kostengünstigere Auflaufbremse
für ein Fahrzeug, insbesondere ein Fahrrad und einen Fahrradanhänger
zu schaffen.
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Die
Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Die
Erfindung macht sich für die Steuerung der Bremseinrichtung
die auf die Deichsel im Falle eines Bremsvorgangs des Fahrzeugs
wirkende Auflaufkraft zunutze, die dadurch entsteht, dass der Fahrzeuganhänger
aufgrund seiner Massenträgheit das Bestreben hat, beim
Bremsen des Zugfahrzeugs auf dieses aufzulaufen und somit die Deichsel
in Längsrichtung zu komprimieren. Die Deichsel ist mit einem
Koppelelement verbunden, das in Längsrichtung beweglich
in einer Koppelaufnahme des Anhängers geführt
ist. Im normalen Fahr-Betrieb werden durch die Zugkraft des Fahrzeugs
die Deichsel und Anhänger in Längsrichtung auseinander
gezogen. In diesem Zustand, bei Beschleunigung ebenso wie bei gleichförmiger
Bewegung, ist keine Bremswirkung an der Bremseinrichtung des Fahrzeuganhängers
vorgesehen. Erst mit einer Verzögerung findet eine relative
Verschiebung des Koppelelementes und der Koppelaufnahme statt, die
zu einer Betätigung der Bremse des Anhängers führt.
Um bei geringen Bremswirkungen und solchen Beschleunigungen, die ausschließlich
auf unruhiges Fahrverhalten und nicht auf eine gezielte Bremsung
zurückzuführen sind, eine Bremswirkung des Fahrzeuganhängers
zu verhindern, wird das Koppelement relativ zur Koppelaufnahme in
Längsrichtung lösbar fixiert. Dies geschieht durch
eine Rast mit einem Rastkörper, der quer zur Längsrichtung
in die Rast gedrückt wird und dort so lange eine Bewegung
des Koppelelementes in Längsrichtung blockiert, bis die
Auflaufkraft in einen bestimmten Schwellwert überschreitet.
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Dann
wird der Rastkörper aus der Rast herausgedrückt
und das Koppelelement gegenüber der Koppelaufnahme verschoben.
Erst dann tritt eine Bremswirkung des Anhängers ein.
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Zudem
kann vorteilhaft in einer Ausgestaltung der Erfindung eine Feder
vorgesehen sein, die einer Relativbewegung des Koppelelementes gegenüber
der Koppelaufnahme im Bremsfall entgegenwirkt und die im Ruhezustand
das Koppelelement in einen Zustand bewegt, in dem die Bremse nicht
betätigt wird.
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Die
Feder wirkt einer Verschiebung des Koppelelementes und der Koppelaufnahme
gegeneinander entgegen und dient in erster Linie dazu, nach dem
Ende des Bremsvorgangs das Koppelelement und die Koppelaufnahme
wieder in einen Zustand zu bringen, in dem keine Bremswirkung an
der Bremseinrichtung des Anhängers auftritt.
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In
einer besonders vorteilhaften konstruktiven Ausgestaltung der Erfindung
ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass das Koppelelement
und die Koppelaufnahme teleskopartig ineinander geführt sind.
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Dabei
kann das Koppelelement entweder als äußeres oder
inneres Rohr ausgeführt sein, während die Koppelaufnahme
jeweils als Gegenstück ausgeführt ist und es können
Reibflächen oder Reibbeläge zwischen diesen zur
Verhinderung einer Blockierung vorgesehen sein. Die entsprechenden
Reibflächen können beispielsweise aus PTFE bestehen.
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Die
entsprechenden Rohre können mit rundem, eliptischem oder
viereckigem Querschnitt oder auch in anderen regelmäßigen
Formen vorgesehen sein.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Feder eine Schraubenfeder ist und dass diese an dem Koppelelement
und/oder der Koppelaufnahme geführt ist.
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Die
Feder wird in ihrer Stärke so bemessen, dass sie das aktive
Auseinanderdrücken von Koppelelement und Koppelaufnahme
sinnvoll unterstützt.
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Außerdem
kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass der Rastkörper eine
federbelastete Kugel ist.
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Damit
kann die Kugel auf der Kugelrast im Falle einer Auslösung
abrollen, wodurch sich eine besonders genau definierte Kraftschwelle
erreichen lässt. Es ist jedoch auch möglich, an
Stelle einer Kugel eine stumpfe Kegelspitze oder einen ähnlichen Körper
vorzusehen.
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Zudem
kann vorgesehen sein, dass die Rast als Öffnung oder als
Vertiefung an dem Koppelelementausgebildet ist.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass
die Rast an einem das Koppelelement quer zur Längsrichtung
durchsetzenden und über dieses hinausragenden, in einer Öffnung der
Koppelaufnahme begrenzt beweglichen Stiftkörper vorgesehen
ist.
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Der
Stiftkörper kann in diesem Fall außer seiner Funktion
als Rast zudem einen Bewegungsanschlag bei der Relativbewegung zwischen
Koppelelement und Koppelaufnahme definieren.
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Dabei
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass der Stiftkörper
als das Koppelteil durchsetzende Schraube ausgebildet ist und dass
die Rast im Schraubenkopf vorgesehen ist.
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In
diesem Fall lässt sich der Stiftkörper besonders
einfach montieren und mittels einer Mutter in dem Koppelelement
fixieren.
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Da
der Schraubenkopf üblicherweise eine ausreichende Größe
hat, lässt sich dort durch entsprechende Bearbeitung in
einfacher Weise eine Rast durch Einbringen einer Vertiefung realisieren. Dies
ist besonders einfach dann, wenn es sich um eine Sechskantschraube
handelt, jedoch kann bei Verwendung einer Imbusschraube gegebenenfalls bereit
die Imbusöffnung als Rast verwendet werden.
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Damit
nach einem Bremsvorgang die Rückführung des Rastkörpers
in die Rast durch die Wirkung der Feder oder durch andere Krafteinwirkungen besonders
einfach wird, kann auch vorgesehen sein, dass der Schraubenkopf
eine Anschrägung zum Einlauf des Rastkörpers in
die Rast aufweist.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
in einer Zeichnung gezeigt und anschließend erläutert.
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Dabei
zeigt
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1 eine
schematische Darstellung eines Teils einer Deichsel mit einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung
in einem Längsschnitt,
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2 eine
schematische Darstellung einer alternativen Form einer Bremssteuerungseinrichtung.
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Die
mit einem nicht dargestellten Zugfahrzeug verbundene Deichsel 1 ist
fest über eine Arretierung 2 in Form einer durchgehenden
Schraube und über eine Verdrehsicherung 3, die
durch einen in einem Schlitz gleitenden Zapfen gebildet ist, in
einem Rohr 4 befestigt. Das Rohr 4 verjüngt
sich zum Anhänger stufenförmig und ist im Bereich
der Bremssteuerung mit einem Gleitbelag 5 an seiner Außenseite
versehen. Dieser Teil des Rohres 4 bildet ein Koppelelement,
das in einer mit dem Anhänger 6 verbundenen Koppelaufnahme,
dargestellt als Teil des Gehäuses 7, in Längsrichtung 23 verschiebbar
ist.
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Die
Verschiebbarkeit ist einerseits durch eine das Koppelelement 4 quer
zur Längsrichtung 23 durchsetzende und in Langlöchern 24 der
Koppelaufnahme begrenzt bewegliche und durch eine Mutter 9 gesicherte
Schraube 8 begrenzt. Andererseits wirkt die an einem Absatz 25 der
Koppelaufnahme 7 abgestützte Feder 11 einer
Verschiebung des Koppelelementes 4 in Längsrichtung 23 entgegen.
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Die
Schraube 8 weist auf ihrem Kopf 26 eine Ausnehmung
zur Aufnahme einer federbelasteten Kugel 12 auf. Die entsprechende
Feder 14 ist quer zur Längsrichtung 23 in
der am Anhänger befestigten Führung 13 geführt
und mit Hilfe einer Vorspannschraube 15 vorspannbar. Der
Schraubenkopf weist eine Abschrägung zum Auflaufen der
Kugel bei einer Rückführung des Koppelelementes 4 entgegen
der Längsichtung 23 auf.
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Findet
eine Bremsung durch das nicht dargestellte Zugfahrzeug, beispielsweise
ein Fahrrad, statt, so wirkt durch die Massenträgheit des
Anhängers eine Kraft in Längsrichtung 23 von
der Deichsel auf das Koppelelement und drückt dieses in
die Koppelaufnahme 7.
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Reicht
die Bremswirkung aus, so wird die Verharrungskraft der Kugelrast überwunden
und die Schraube 8 bewegt sich unter der Kugel weg, das Kop pelelement
wird gegen die Kraft der Feder 11 auf den Absatz 25 zu
geschoben.
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Die
mit dem Koppelelement 4 verbundene Rändelmutter 10 und/oder
der an dieser befestigte Fortsatz drückt gegen den Bremshebel 16 und
bewirkt damit über die Bremsleitung 19 in der
Bremse 20 eine monoton von dem Betätigungsweg
abhängige Bremskraft und Verzögerungswirkung.
Der Bremshebel ist dazu ortsfest am Anhänger in einer Halterung 17, 18 gelagert.
(Variante V1)
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Zur
Abdichtung der Koppelaufnahme ist eine Ringdichtung 22 vorgesehen.
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Alternativ
(Variante V2) kann die Relativbewegung von Kopplungselement 4 und
Koppelaufnahme 7 auch direkt an der Schraube 8 abgenommen und
auf einen Bremszug oder eine Bremsleitung 21 und über
diese zur Bremse 20 übertragen werden.
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Die 2 zeigt
eine alternative Ausführungsform der Bremssteuerung/Bremsauslösung.
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In
dem dort dargestellten Fall umgibt das Rohr 4 die Koppelaufnahme 7 und
ist auf dieser geführt. Eine Koppelelement 4 verbundene
Schraube 8 durchsetzt auch bei dieser Ausführungsform
die Koppelaufnahme 7 und durchsetzt dessen Langlöcher 24,
durch deren Ausdehnung in Längsrichtung die Verschiebbarkeit
des Koppelelementes begrenzt ist. Das Koppelelement ist auch in
diesem Fall durch eine Schraubenfeder 11 gefedert, die
sich an dem festen Sockel 27 der Koppelaufnahme abstützt.
Die Schraubenfeder drückt im Ruhezustand die Deichsel über
das Koppelelement in Richtung auf das Zugfahrzeug und löst
damit die Bremse, falls diese vorher angesprochen hat und die Kugel 12 aus
der Kugelrast herausgesprungen ist. Die Kugel wird wieder in die Rast
zurückgedrückt und die Bremseinrichtung befindet
sich in Bereitschaftsstellung. Die Kugelrast ist in 2 in
zwei alternativen Ausführungsformen gezeigt, einmal auf
dem Kopf 26 der Schraube 8, alternativ als Mulde
auf der Außenseite des rohrförmigen Koppelelementes 4,
das ebenso wie die Koppelaufnahme beispielsweise aus einem Metall,
zum Beispiel Messing, Stahl oder Aluminium bestehen kann.
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- 1
- Deichsel
- 2
- Arretierung
- 3
- Verdrehsicherung
- 4
- Koppelelement
- 5
- Gleitbelag
- 6
- Anhänger
- 7
- Koppelaufnahme
- 8
- Schraube
- 9
- Mutter
- 10
- Rändelmutter
- 11
- Feder
- 12
- Kugel
- 13
- Führung
- 14
- Feder
- 15
- Vorspannschraube
- 16
- Bremshebel
- 17,
18
- Halterung
- 19,
21
- Bremsleitung
- 20
- Bremse
- 22
- Dichtung
- 23
- Längsrichtung
- 24
- Langloch
- 25
- Absatz
- 26
- Schraubenkopf
- 27
- Sockel
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 29613898
U1 [0004]
- - DE 29722667 U1 [0005]