DE102011108028A1

DE102011108028A1 - Rücktrittbremse für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE102011108028A1
Application number: DE201110108028
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-01-24

Abstract

Gezeigt ist eine Rücktrittbremse (25) für ein Fahrrad mit einem Bremshebel (12), der vom Pedal am Tretlager (2) gesteuert ist und der am Tretlager (2) angeordnet ist. Die Rücktrittbremse weist weiterhin einen Freilauf (31) mit Klemmstücken (5) auf, die in einer Drehrichtung einen Außen- (7) und einen Innenring (3) verspannen. Der Freilauf (31) ist am Tretlager (2) angeordnet. Die Rücktrittbremse ist ausgestattet mit einer getrieblichen Verbindung (30) zwischen dem Pedal am Tretlager (2) und dem Bremshebel (12), welche trennbar ist. Die Trennung erfolgt gesteuert (20, 21, 26). Der Bremshebel (12) ist in Kraftflussrichtung am Ausgang des Freilaufs (31) angeordnet und ist in Kraftflussrichtung hinter der getrieblichen Verbindung (30) vorgesehen. Die gesteuert lösbare getriebliche Verbindung (30) wird elektrisch durch einen Magneten gesteuert. Die Steuerung erfolgt automatisch und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder der Bewegungsrichtung des Fahrrades.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rücktrittbremse für ein Fahrrad mit einem vom Pedal gesteuerten, am Tretlager angeordneten Bremshebel.
Das Hauptpatent (Patentanmeldung 102010025108.9) beschreibt eine Rücktrittbremse für Fahrräder mit Kettenschaltung. Nachteilig bei derartigen Rücktrittbremsen ist, dass beim Rückwärtsschieben des Fahrrades der Rücktritt auch bremst und schließlich blockiert. Das Hauptpatent bietet für diesen Fall eine handbetätigte Entsperrung/Ausblendung der Rücktrittbremse an. Diese Entsperrung/Ausblendung kann auch elektrisch mit einem Elektromagneten erfolgen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Entsperrung/Ausblendung der Rücktrittbremse beim Rückwärtsschieben zu automatisieren.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 wiedergegeben. Die Automatisierung der Ausblendung der Rücktrittbremse kann alternativ oder ergänzend durch das absolute Maß der Geschwindigkeit oder durch die Bewegungsrichtung des Fahrrades initiiert werden. Eine Vorwärtsfahrt mit Geschwindigkeiten unter vier km/h ist regelmäßig nicht praktikabel. Deshalb kommt eine ungewollte Rücktrittbremsung ohnehin nur beim Rückwärtsrangieren in Frage.
In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Rücktrittbremse bei Unterschreiten einer minimalen Fahrgeschwindigkeit – außer bei Stillstand – oder bei Rückwärtsbewegung ausgeblendet wird. Beim Vorwärtsschieben des Fahrrades mit niedriger Geschwindigkeit kommt die Rücktrittbremse ohnehin nicht zum Einsatz. Die Beschränkung auf die geschwindigkeitsabhängige Steuerung reicht also aus.
Die gestellte Aufgabe lässt sich jedoch auch in ausschließlicher Abhängigkeit von der rückwärts gerichteten Bewegungsrichtung des Fahrrades lösen. Das hat den Vorzug, dass auch schnell zurückgeschoben werden kann. Die moderne Elektronik erlaubt es auch, in einer Steuerungseinheit beide Vorgaben zu kombinieren.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, dass als Messgröße für das Ausblenden der Rücktrittbremse die Spannung des Fahrrad-Dynamos genommen wird. Die Leistung des Dynamos korreliert im unteren Bereich mit der Fahrgeschwindigkeit und kann deshalb für das Ausblenden der Rücktrittbremse genutzt werden.
Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung ist darin zu sehen, dass der Leerhub der ansetzenden Rücktrittbremsbewegung bei einer Rückwärtsbewegung des Fahrrades zur Entsperrung der Rücktrittbremse genutzt wird. Diese Lösung kommmt unter Verwendung eines Richtungssensors in Betracht. So kann eine Elektronik den beabsichtigten Bremsvorgang der Rücktrittbremse bei der (Vorwärts-)Fahrt unterscheiden von einer unerwünschten Rücktrittbremsung bei der Rückwärtsfahrt.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Handentsperrung der Rücktrittbremse zusätzlich zur elektrischen Entsperrung vorgesehen ist. Diese Weiterbildung kommt vor allem für Sonderfälle in Betracht, z. B. bei Stromausfall.
Nach einem ergänzenden Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Richtungssensor mit Geber an einem drehenden Teil des Fahrrades vorgesehen ist.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Geber von einer Lochscheibe, die koaxial und verbunden mit einem der Laufräder vorgesehen ist, gebildet wird. Eine Kombination mit einer ohnehin in vielen Fällen vorhandenen Bremsscheibe wird vorgeschlagen, da es dann nur einer besonderen Lochung mit zwei elektrisch um 90° versetzten Sensoren bedarf.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung wird für eine Rücktrittbremse mit einem Freilauf und einer getrieblichen Verbindung in einem stirnseitig auf das Tretlager aufgesetzten, schwenkbaren Gehäuse vorgeschlagen, dass ein Initiator zum Ausblenden der Rücktrittbremse zwischen dem zur Einleitung des Bremsvorgangs schwenkenden Gehäuse und einem rahmenfesten Teil vorgesehen ist. Diese Anordnung lässt einen kurzen Schaltweg zu. der eine Ausblendung des Rücktritts vor Einsatz der Bremswirkung erlaubt.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Ausblendung der Rücktrittbremse nach wenigen Sekunden automatisch aufgehoben wird. Diese Maßnahme dient der Einsparung von elektrischer Energie und wiederholt sich automatisch, wenn die Rückwärtsbewegung noch nicht abgeschlossen ist. Die Ausblendung der Rücktrittbremse, gleich aus welchem Grund, kann am Lenker durch eine optische oder akustische Signaleinrichtung angezeigt werden.
Die Erfindung wird im Einzelnen anhand der Zeichnung erläutert, dabei zeigen:
1: eine perspektivische Darstellung aus der Sicht eines Betrachters der auf der Höhe des Hinterrades neben dem Fahrrad steht;
2: eine Prinzipskizze zum Ausblenden der Rücktrittbremse mit einem Magneten;
3: einen Abschnitt eines Fahrradlenkers.
4: eine Seitenansicht auf das Tretlager und dessen Umgebung nach der Erfindung, teilweise aufgeschnitten;
5: eine Schaltungsanordnung zur elektronischen Ausblendung der Rücktrittbremse;
1 zeigt eine Rücktrittbremse 25 an einer Darstellung eines Tretlagers 2 eines Fahrrades. Die Rücktrittbremse weist an ihrer Unterseite einen Bremshebel 12 auf, der an eine Integralbremse 27 mit einer Bremswippe 13 gelenkig angeschlossen ist.
Die Rücktrittbremse umfasst ein stirnseitig auf das Tretlager 2 aufgesetztes Bremsgehäuse 1, das die Tretlagerwelle 4 einschließt und einen Freilauf 31 und eine getriebliche Verbindung 30 einschließt, wie noch im Zusammenhang mit 4 zu erläutern sein wird. Zur Trennung der getrieblichen Verbindung ist eine Handbetätigung mit einem Bowdenzug 41 und einem Handhebel 21 an einem Fahrradlenker 32 (s. a. 3) vorgesehen. Der Handhebel 21 betätigt den Bowdenzug 41 mit einer Seele 42. Zur Befestigung und Einstellung des Bowdenzuges 26 ist ein Gehäuseaufsatz 22 vorne oben an dem Umfang des Bremsgehäuses 1 befestigt.
Die Integralbremse 27 mit der Bremswippe 13, ist an das freie Ende des Bremshebels 12 angelenkt. Weiter sind zwei Bowdenzüge 23, 24 gezeigt, die an die Hinterradbremse bzw. an die Vorderradbremse angeschlossen sind. Die Hüllen der Bowdenzüge stützen sich dabei an einem am Rahmenrohr 18 der waagerechten Hinterradgabel befestigten Klemmstück 17 ab, während die Seelen 15, 16 der Bowdenzüge 23, 24 gelenkig oder biegsam an der Bremswippe 13 befestigt sind. Die Bremswippe 13 ist asymmetrisch ausgebildet, um schwerpunktmäßig die Vorderradbremse zu betätigen. Eine Rückholfeder 14 zwischen der Bremswippe 13 und dem Klemmstück 17 bringt nach Entlastung des Pedals das gesamte Bremsgehäuse 1 mit dem Bremshebel 12 in seine bremskraftlose Ausgangsstellung.
Die in 2 wiedergegebene Darstellung bezieht sich auf die Wirkungsweise der automatischen Ausblendung der Rücktrittbremse bei Rückwärtsbewegung des Fahrrades. Die elektronische Steuerung 43 empfängt die Spannung vom Dynamo 47 und Signale vom Initiator 46 über die Leitung 60. Von einem Akku 44 wird die Steuerung 43 gespeist. Über eine Leitung 39 wird der Magnet 40 zur Entriegelung der getrieblichen Verbindung 30 angesteuert.
Die in 4 dargestellte Rücktrittbremse 25 umfasst einen Freilauf 31 mit einem Innenring 3, der auf der Tretlagerwelle 4 durch eine Gewindeverbindung 6 festsitzt, Klemmkörper 5 und einen Außenring 7. Der Freilauf 31 läuft bei der Vorwärts-Tretbewegung des Fahrradfahrers frei und sperrt bei einer Rückwärts-Tretbewegung. Diese Rückwärtstretbewegung führt zu einer Verschwenkung des gesamten Bremsgehäuses 1 mit dem damit verbundenen Bremshebel 12, der über die Integralbremse 27 beide Radbremsen (Bowdenzüge 23, 24) des Fahrrades betätigt. Der Freilauf arbeitet geräuschlos.
Der Freilauf 31 ist innerhalb des Gehäuses 1 innen, d. h. unmittelbar auf der Tretlagerwelle 4 angeordnet und die Betriebliche Verbindung 30 sitzt radial weiter außen in dem Gehäuse 1. Der Außenring 7 des Freilaufes 31 trägt an seinem Außenumfang eine Verzahnung 8 in die eine Klinke 9 mit einem Sperrzahn 33 eingreift. Die Klinke 9 ist im Bremsgehäuse 1 mit einem Bolzen 10 schwenkbar gelagert und wird von einer Feder 11 mit ihrem an der Klinke ausgebildeten Sperrzahn 33 in ihre Verriegelungsstellung gedrückt. Ein Entsperrzug 20 dient der Trennung der Klinke 9 mit dem Sperrzahn 33 von der Außenverzahnung 8 des Außenrings 7 des Freilaufes 31. Die Klinke 9, der Außenring 7 die Feder 11 und der Entsperrzug 20 bilden die trennbare getriebliche Verbindung 30 zum Ausschalten der Rücktrittbremse 25. Der Entsperrzug 20 bildet die Seele des Bowdenzuges 26, der vom Fahrradlenker 32 aus zu betätigen ist. Diese Trennung der getrieblichen Verbindung 30 dient dem Zweck, ein Rückwärtsschieben des Fahrrades zu ermöglichen. Ohne diese trennbare getriebliche Verbindung würde ein Rückwärtsschieben des Fahrrades die Rücktrittbremse betätigen.
Die Trennung der getrieblichen Verbindung 30 erfolgt normalerweise automatisch. Dazu sind zwei Voraussetzungen erforderlich, wovon die eine darin besteht, dass ein am Fahrrad vorgesehener Dynamo 47 (s. 2 und 5) eine Minimalleistung, die aus einer geringen Geschwindigkeit des Fahrrades resultiert, liefert und die andere darin besteht, dass ein Initiator 46 über eine Zuleitung 60 beim Rückwärtsschieben der Steuerung 43 den Beginn der Bewegung des Bremsgehäuses 1 signalisiert. Dies geschieht im Leerhub der Rücktrittbremse vor Eintritt der Bremswirkung. Die Steuerung 43 setzt diese beiden Informationen in ein Steuersignal für den Magneten 40 um, was über den Bowdenzug 26 zu einer Entriegelung am Sperrzahn 33 gegen die Außenverzahnung 8 führt, ohne dass die Handbetätigung 21 am Lenker 32 zur Anwendung kommt.
Das in 5 gezeigte Schaltschema stellt die elektronische Steuerung 43 zur Ausblendung der Rücktrittwirkung, die von einem Magneten 40 durchgeführt wird, dar. Sie umfasst in der dargestellten Anordnung und Schaltung einen Dynamo 47, einen Gleichrichter 48, einen Analog-Eingang 49, einen Komparator 50 zur Feststellung, ob die Geschwindigkeit ungleich null ist, einen Merker 51 einen Baustein 54 zur Und-Verknüpfung des Geschwindigkeitssignals mit einem Initiator 46, der das Auslösen des Bremsvorgangs erfasst und der sein Signal in einen Digital-Eingang 53 einspeist. Die Signale aus dem Dynamo 47 und dem Initiator 46 werden, wenn beide gleichzeitig vorliegen, an einen RS-Speicher 55 weiter geleitet. Wie bereits erwähnt erfolgt die automatische Ausblendung der Rücktrittbremse nur für wenige Sekunden, was durch ein Zeitschaltwerk 58 und einen Zwischenspeicher 59 sichergestellt wird. Über einen Ausgang 56 wird der Elektro-Magnet 40 angesteuert, der den Bowdenzug 26 betätigt und damit die Rücktrittbremse ausblendet.
Alle beschriebenen oder bildlich dargestellten Merkmale bilden für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.

Claims

a) Rücktrittbremse (25) für ein Fahrrad mit b) einem Bremshebel (12) c) vom Pedal am Tretlager (2) gesteuert d) am Tretlager (2) angeordnet; e) einem Freilauf (31) mit Klemmstücken (5) f) die Klemmstücke (5) verspannen in einer Drehrichtung einen Außen- (7) und einen Innenring (3); g) der Freilauf (31) ist am Tretlager (2) angeordnet; h) einer getrieblichen Verbindung (30) zwischen dem Pedal am Tretlager (2) und dem Bremshebel (12), i) die getriebliche Verbindung (30) ist trennbar, j) die Trennung erfolgt gesteuert (20, 21, 26); k) der Bremshebel (12) ist in Kraftflussrichtung am Ausgang des Freilaufs (31) angeordnet; l) der Bremshebel (12) ist in Kraftflussrichtung hinter der getrieblichen Verbindung (30) angeordnet; m) die gesteuert lösbare getriebliche Verbindung (30) wird elektrisch durch einen Magneten gesteuert, n) nach Patent (Patentanmeldung 102010025108.9) o) die Steuerung erfolgt automatisch und in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit oder der Bewegungsrichtung des Fahrrades.
Rücktrittbremse (25) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rücktrittbremse (25) bei Unterschreiten einer minimalen Fahrgeschwindigkeit oder bei Rückwärtsbewegung ausgeblendet wird.
Rücktrittbremse (25) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Messgröße für das Ausblenden der Rücktrittbremse (25) die Leistung des Fahrrad-Dynamos (47) genommen wird.
Rücktrittbremse (25) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Leerhub der ansetzenden Rücktrittbremsung bei einer Rückwärtsbewegung des Fahrrades zur Entsperrung der Rücktrittbremse (25) genutzt wird.
Rücktrittbremse (25) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Handentsperrung (21, 41, 42) der Rücktrittbremse (25) zusätzlich zur elektrischen Entsperrung vorgesehen ist.
Rücktrittbremse (25) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Richtungssensor mit Geber an einem drehenden Teil des Fahrrades vorgesehen ist.
Rücktrittbremse (25) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Geber von einer Lochscheibe, die koaxial und verbunden mit einem der Laufräder vorgesehen ist, gebildet wird.
Rücktrittbremse (25) nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Freilauf (31) und einer getrieblichen Verbindung (30) in einem stirnseitig auf das Tretlager (2) aufgesetzten, schwenkbaren Gehäuse (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein Initiator (46) zum Ausblenden der Rücktrittbremse (25) zwischen dem zur Einleitung des Bremsvorgangs schwenkenden Gehäuse (1) und einem rahmenfesten Teil vorgesehen ist.
Rücktrittbremse (25) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblendung der Rücktrittbremse (25) nach wenigen Sekunden (58) automatisch aufgehoben wird.