DE102016114294A1

DE102016114294A1 - Bremsvorrichtung, insbesondere für zwei- oder dreirädige Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102016114294A1
Application number: DE102016114294.8A
Authority: DE
Inventors: Mario Schütt; Heyo Mennenga
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2016-08-02
Filing date: 2016-08-02
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2036-08-03
Also published as: DE102016114294B4; WO2018024779A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, insbesondere eine Bremsvorrichtung für zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge, beispielsweise Laufräder. Die Bremsvorrichtung weist ein hohes Maß an Sicherheit für den Benutzer, insbesondere für das Kind, auf. Aufgabe der Erfindung ist eine Bremsvorrichtung, insbesondere für zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge, bereitzustellen, welche ein hohes Maß an Sicherheit für den Benutzer des zu bremsenden Fahrzeugs gewährleistet. Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bremsvorrichtung, welche ein Federelement und ein Bremselement umfasst. Das Federelement kann beispielsweise eine Schenkelfeder oder eine Druckfeder sein. Das Bremselement kann beispielsweise als ein Bremsklotz oder in Form von Bremsbacken ausgebildet sein. Das Federelement ist mit dem Bremselement mechanisch verbunden und übt eine Kraft auf das Bremselement aus, dadurch wird entweder eine andauernde Bremswirkung erzwungen oder das Bremselement wird andauernd von einem zu bremsenden Rad entfernt gehalten. Erfindungsgemäß umfasst die Bremsvorrichtung weiterhin mindestens ein pneumatisches System, mit welchem der andauernden Kraft auf das Bremselement entgegengewirkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung, insbesondere eine Bremsvorrichtung für zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge, beispielsweise Kinder-Laufräder. Die Bremsvorrichtung bietet ein hohes Maß an Sicherheit für den Benutzer, beispielsweise für das Kind.
Im Stand der Technik sind bremsbare zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge in Form von Fahrrädern, Laufrädern, Rollern usw. bekannt. Die meist verwendeten Bremsarten bei zwei- oder dreirädrige Fahrzeugen sind der Rücktritt, die Felgen- oder die Scheibenbremse. Während bei dem Rücktritt die Bremswirkung am Hinterrad durch Zurücktreten der Pedalen erreicht wird, sind bei Felgenbremsen Bremshebel am Lenker erforderlich.
Gerade für Kinder ist eine manuelle Betätigung von Bremshebeln am Lenker oder die Benutzung eines Rücktritts eine koordinative Herausforderung, so dass viele Kinder die Bremsen nicht nutzen oder an Laufrädern gar keine Bremsvorrichtungen installiert sind.
Hinzu kommt, dass Kinder einfach drauflosfahren und einen größer werdenden Abstand zwischen sich und den Eltern bzw. den Begleitpersonen der Kinder nicht bemerken oder gerne in Kauf nehmen. Zudem können Kinder auf sie zukommende Gefahren schlecht einschätzen, so dass es wünschenswert wäre, wenn Eltern bzw. die Begleitpersonen auf das Fahrverhalten der Kinder über deren Fahrzeuge Einfluss nehmen können.
Daher wurde eine Bremsanlage entwickelt, die unter www.minibrake.com der Öffentlichkeit zugänglich gemacht worden ist. Bei dieser Bremse ist ein Bremselement unterhalb des Sattels des Kindes derart angeordnet, dass beim Auslösen des Bremsvorganges eine Bremsbacke aus einem Lagerungszustand in Richtung des Reifens kippt und beim Bremsvorgang durch das Rollen des Rades auf den Reifen gedrückt wird. Sobald ein Bremsvorgang von den Begleitpersonen eingeleitet werden soll, muss an einer Fernbedienung ein Knopf gedrückt werden. Diese Vorrichtung hat die Eigenschaft, dass der Bremsvorgang plötzlich mit großer Kraft ausgeübt wird. Gerade bei jüngeren Kindern, die das sichere Radfahren erst noch erlernen müssen, könnte dieses zu Unfällen führen.
Darstellung der Erfindung
Aus diesem Grund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung bereitzustellen, die insbesondere für zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge, geeignet ist. Dabei soll die Bremsvorrichtung ein hohes Maß an Sicherheit für den Benutzer des zu bremsenden Fahrzeugs gewährleisten.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Bremsvorrichtung, welche ein Federelement und ein Bremselement, das auf mindestens ein Rad durch Erzeugen einer Reibkraft einwirkt, umfasst. Das Federelement kann beispielsweise eine Schenkelfeder oder eine Druckfeder sein. Das Bremselement kann beispielsweise als ein Bremsklotz oder in Form von Bremsbacken ausgebildet sein. Das Federelement ist mit dem Bremselement mechanisch verbunden und übt eine Kraft auf das Bremselement aus. Durch die Kraft der Feder wird entweder eine andauernde Bremswirkung erzwungen oder das Bremselement wird andauernd von einem zu bremsenden Rad entfernt gehalten. Erfindungsgemäß umfasst die Bremsvorrichtung weiterhin mindestens ein pneumatisches System, mit welchem der andauernden Kraft der Feder auf das Bremselement entgegengewirkt wird.
Das pneumatische System weist mindestens ein volumenveränderliches Element und mindestens ein druckänderndes Element auf. So ist es denkbar, dass das pneumatische System eine Kombination aus einer peristaltischen Pumpe als druckänderndes Element und einem Gefäß mit flexiblen Wänden, einem Balg, einem Metallbalg, einem Luftkissen und/oder einer Zylinder-Kolben-Kombination als volumenveränderliches Element sein. Weitere Ausführungsformen des volumenveränderlichen Elements sind denkbar.
Sofern statt einer peristaltischen Pumpe eine andere Pumpe oder ein Kompressor zum Einsatz kommt, ist mindestens ein Ventil vorzusehen. Beide Varianten weisen Leitungen auf, welche das mindestens eine volumenveränderliche Element, das mindestens eine Ventil und das mindestens eine druckändernde Element miteinander verbinden. Ein druckänderndes Element ist beispielsweise ein Kompressor oder eine Pumpe, welche sowohl eine Druckpumpe, welche Überdruck erzeugt, als auch eine Saugpumpe, welche einen Unterdruck erzeugt, als auch eine umkehrbare Pumpe sein kann. Weitere Ausführungsformen des druckändernden Elementes sind denkbar. Mit dem Ventil ist ein Be- oder Entlüften des volumenveränderlichen Elementes möglich. Durch das druckändernde Element oder durch das Ventil wird eine Druckänderung im Inneren des volumenveränderlichen Elementes bewirkt. Eine Druckerhöhung oder ein Belüften mit dem Ventil führt zu einer Volumenvergrößerung, eine Druckverringerung oder ein Entlüften mit dem Ventil zu einer Volumenverkleinerung. Die Volumenverkleinerung und -vergrößerung führt zu einer Bewegung des Bremselementes über ein kraftübertragendes Element. Das Bremselement ist über das kraftübertragende Element mit dem pneumatischen System der Bremsvorrichtung mechanisch verbunden. Das kraftübertragende Element kann beispielsweise in Form einer Wippe, einem Hebel und/oder einer Druckplatte ausgestaltet sein. Weitere Ausführungsformen des kraftübertragenden Elementes sind denkbar. Das kraftübertragende Element kann auch gänzlich entfallen, ohne dass der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Die Bremsvorrichtung weist eine Haltevorrichtung auf, durch die die Bremsvorrichtung am Fahrzeug befestig wird. Das kraftübertragende Element ist über Verbindungselemente, beispielsweise eine Achse mit der Haltevorrichtung mechanisch verbunden ist.
Vorteilhafterweise weist das pneumatische System einen Drucksensor und/oder ein Rückschlagventil auf, welches verhindert, dass bei inaktiver Druckbeaufschlagung ein Druckausgleich erfolgt.
An der Bremsvorrichtung ist bevorzugt ein Schaltelement angeordnet, um den Zustand der Bremsvorrichtung zu detektieren. Das Schaltelement ist an der Haltevorrichtung in der Art, angeordnet, dass bei der durch das pneumatische System verursachten Bewegung des kraftübertragenden Mittels und der damit verbundenen Bewegung des Bremselementes, das Schaltelement seinen Schaltzustand ändert.
Die Haltevorrichtung weist Elemente auf, welche am Rahmen des zwei- oder dreirädrigen Fahrzeugs befestigt sind. Diese verteilen beim Bremsvorgang entstehende Kräfte auf den Rahmen. Weiterhin können an der Haltevorrichtung auch ein Gepäckträger, ein Schutzblech und/oder eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet sein, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Funktionsanzeige der Bremsvorrichtung aufweist oder aufweisen kann.
Bevorzugt weist die Bremsvorrichtung eine intelligente Steuerungseinheit, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, auf. Die Steuereinheit empfängt und bewertet Eingangssignale und gibt Ausgangssignale aus. Ausgangssignale können beispielsweise Ansteuersignale für das druckändernde Element, für das Ventil, für die Wirkrichtung der Pumpe und/oder für Signalisierungsmittel sein. Eingangssignale können beispielsweise von dem Schaltelement betätigt durch die Begleitperson oder empfangen werden, wodurch es der Steuereinheit möglich ist, den Zustand der Bremsvorrichtung (Bremse gelöst, Bremse nicht gelöst) zu detektieren. Weitere Signale können von Sensoren, beispielsweise von dem Drucksensor des pneumatischen Systems, empfangen und ausgewertet werden.
Die Vorrichtung weist weiterhin ein Betätigungselement auf, welches in einem Wirkzusammenhang mit dem pneumatischen System steht. Das Betätigungselement ist ein elektrisches Schaltelement, welches über eine elektronische Verbindung mit dem pneumatischen System und/oder der Steuereinheit verbunden ist. Die elektronische Verbindung ist bevorzugt eine drahtlose Verbindung, wobei das Betätigungselement auf mindestens einer Fernbedienung angeordnet ist. Es ist dabei auch denkbar, dass die Fernbedienung ein mobiles Telefon, ein SmartPhone oder eine SmartWatch ist und das Betätigungselement in einer geeigneten Software auf dem mobilen Telefon, dem SmartPhone oder der SmartWatch oder eine sogenannten App integriert ist.
Für eine erhöhte Sicherheit, weist die Bremsvorrichtung Mittel zur Ortsbestimmung, beispielsweise einen GPS-Empfänger, auf. In Kombination mit einer entsprechenden Software, welche durch die Steuereinheit verarbeitet wird, wird eine ortsabhängige Bremsung des Fahrzeugs an einem zuvor bestimmten und abgespeicherten Ort ober bei Abweichung von einem vorgegebenen / gespeicherten Weg ermöglicht. Auf diese Weise können Positionen beispielsweise von stark befahrenen Straßenkreuzungen in der Bremsvorrichtung eingespeichert werden und jedes Mal, wenn das Kind sich mit dem Fahrzeug in der Nähe dieser Straßenkreuzung befindet, wird das Fahrzeug automatisch abgebremst.
Die Bremsvorrichtung weist eine Energieversorgungseinrichtung auf. Die Energieversorgungseinrichtung ist mindestens eine Batterie oder mindestens ein Akkumulator. Es ist denkbar, dass die Energieversorgungseinrichtung Mittel aufweist, mit welchen die Energieversorgungseinrichtung mit einem Stromnetz, einem Solarpanel und/oder einem Induktionsladegerät verbindbar ist. Es ist dabei auch denkbar, dass das Solarpanel an der Haltevorrichtung oder an dem Fahrzeug selbst befestigt ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachrüstbar. Vorteile der Erfindung liegen, insbesondere bei der Benutzung eines pneumatischen Systems, in einer langsamen Bremswirkung. Das Ablassen oder Zuführen der Luft führt zu einem dosierten Bewegen des Bremselementes und somit zu einem dosierten Abbremsen des Fahrzeugs. Bei einem zu ruckartigen Abbremsen würde, insbesondere bei Laufrädern, das Kind über den Lenker fallen.
Weiterhin vorteilhaft ist, dass Begleitpersonen das Kind daran hindern können sich zu weit von ihnen zu entfernen. Auch bei einer aufkommenden Gefahr, beispielsweise eine große Kreuzung mit viel Straßenverkehr, können die Eltern/Begleitpersonen in das Fahrverhalten des Kindes eingreifen. Mit einer zusätzlichen Ortungsfunktion können gefährliche Stellen im Straßenverkehr auch direkt in die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung eingespeichert werden und eine Bremsung des Fahrzeugs an diesen Stellen erfolgt dann automatisch. Dies erfolgt auch bei der Abweichung von einem vorgegebenen Weg.
Die Verwendung einer intelligenten Steuereinheit ermöglicht eine Beobachtung der zeitlichen Abläufe der Vorgänge in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und bietet darüber hinaus zahlreiche Möglichkeiten der Funktionsüberwachung und -kontrolle.
Die Verwendung eines pneumatischen Systems vorteilhafterweise in Verbindung mit einem Federelement sowie in Verbindung mit einem externen Betätigiungselement, welches eine intelligente Steuereinheit bedient, erlaubt eine einfache ebenfalls fernsteuerbare Rückstellung der Bremsvorrichtung in den Ausgangszustand über eine gewisse Entfernung hinweg.
Ausführung der Erfindung
Die Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungen dargestellt. Dazu zeigt
1 ein Laufrad für Kinder mit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung,
2 Ausführungsformen einer Bremsvorrichtung mit pneumatischen System

a) mit Wippe als kraftübertragendes Element,
b) mit Hebel als kraftübertragendes Element,
c) mit Hebel als kraftübertragendes Element,
d) mit Hebel als kraftübertragendes Element und mit einem vakuumbeaufschlagten Metallbalg und
e) mit Doppel-Hebel als kraftübertragendes Element und einer Druckfeder als Federelement,

3 schematische Darstellung des Aufbaus des pneumatischen Systems mit einer Druck- oder Saugpumpe, sowie
4 schematische Darstellung des Aufbaus des pneumatischen Systems mit einer peristaltischen Pumpe.
Die folgenden Angaben "oberhalb", "unterhalb", "links" und "rechts" beziehen sich auf die Darstellungen und nicht auf die erfindungsgemäßen Ausführungen.
Die in 1 dargestellte erfindungsgemäße Bremsvorrichtung besteht aus einem Bremselement 1, einem Betätigungselement 2, einer Energieversorgungseinrichtung und einem pneumatischen System (3), welches eine Kraft auf das Bremselement 1 überträgt, wobei die Bremsvorrichtung mittels einer Haltevorrichtung 5 am Fahrzeug befestigt ist.
In 1 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung an einem Laufrad dargestellt. An der Hinterradaufhängung sind jeweils rechts und links des Rades zwei Stützen 51 der Haltevorrichtung 5 befestigt. In der Haltevorrichtung 5 ist das pneumatische System 3 integriert. Dieses umfasst ein druckänderndes Element 3b, beispielsweise einen Kompressor. Weiterhin umfasst das pneumatische System 3 ein Ventil zur Be- oder Entlüftung eines volumenveränderliches Element 3a, hier eines Balges. Zu- und Ableitungen, in Form von Schläuchen, verbinden das druckändernde Element 3b mit dem Ventil und dem volumenveränderlichen Element 3a. Unter der Haltevorrichtung 5, befestigt mit einem Verbindungselement 6, hier einer Achse, ist ein kraftübertragendes Element 4, hier eine Wippe, angeordnet. Die Wippe wird durch die Volumenvergrößerung und Volumenverkleinerung des volumenveränderlichen Elementes 3a, welches sich unterhalb und an dem dem Sattel abgewandten Ende der Haltevorrichtung 5 befindet, bewegt. An dem dem Sattel zugewandten Ende der Wippe ist ein Bremselement 1 in Form eines Bremsklotzes angeordnet. Durch das Aufpumpen des volumenveränderlichen Elementes 3a und der damit verbundenen Volumenausdehnung wird die Wippe auf der Seite des volumenveränderlichen Elementes 3a nach unten und folglich die andere Seite der Wippe mit dem Bremselement 1 nach oben gedrückt. In dieser Stellung ist die Bremsvorrichtung gelöst. Beim Ablassen der Luft über das Ventil aus dem volumenveränderlichen Elementes 3a und der damit verbundenen Volumenverkleinerung wird der Bremsklotz 1 durch das Federelement 8 (hier nicht dargestellt) nach unten auf das Rad gedrückt. Durch die Reibung zwischen Bremselemente und Rad wird eine Bremswirkung erzielt (dargestellt in 1b). Ein Stabilisierungselement 7, hier eine Stange, welche die Sattelstange mit der Haltevorrichtung 5 verbindet, nimmt die entstehenden Kräfte beim Bremsvorgang auf.
Die Bremsvorrichtung wird durch ein Betätigungselement 2 angesteuert. Das Betätigungselement 2 ist ein elektrisches Schaltelement, welches in diesem Ausführungsbeispiel an einer durch die Begleitperson mitgeführten Fernbedienung angebracht ist. Durch Betätigen des Betätigungselementes 2 wird über Funk die Bremsvorrichtung bedient. Somit können Begleitpersonen bei Gefahr oder wenn das Kind sich zu weit entfernt hat die Bremswirkung auslösen und das Kind am Weiterfahren hindern. Es ist auch denkbar, dass bei einer Unterbrechung der Funkverbindung oder bei Feststellung einer Fehlfunktion durch die integrierte Eigenüberwachung die Bremswirkung ausgelöst wird. Weiterhin ist eine Ausstattung der Bremsvorrichtung mit einem GPS-Empfänger denkbar. In Kombination mit einer Steuereinheit können beispielsweise im Straßenverkehr gefährliche Positionen gespeichert werden. In einem definierten Umgebungsradius dieser Positionen bremst die Bremsvorrichtung automatisch das Fahrzeug ab.
2 zeigt verschiedene Ausführungsformen einer Bremsvorrichtung mit einem pneumatischen System 3. In 2a ist das kraftübertragende Element 4 als Wippe ausgeführt und drehbar über das Verbindungselement 6 an einer Haltevorrichtung 5 gelagert. An einem Ende der Wippe befindet sich das Bremselement 1, welches an der dem Rad 10 zugewandten Seite angeordnet ist. Zum einen erfolgt die Drehung um den Drehpunkt des Verbindungselementes 6 durch die Kraft des Federelementes 8, hier einer Blattfeder, welches an dem Ende der Wippe angeordnet ist, an welchem auch das Bremselement 1 angeordnet ist. Das Federelement 8 ist zudem an der Haltevorrichtung 5 befestigt und übt seine Kraft auf die Wippe aus, so dass das Bremselement 1 dauerhaft gegen das Rad 10 gedrückt wird. Das volumenveränderliche Element 3a, hier ein Balg, ist an dem anderen Ende der Wippe, an welchem sich nicht das Bremselement 1 befindet, zwischen Wippe und Haltevorrichtung 5 angeordnet. Wird der Balg unter Druck gesetzt, erfolgt eine Volumenausdehnung des Balgs. Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und die Wippe dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Ein Schaltelement 9 ist an der Haltevorrichtung 5 angeordnet. Ist das Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt wird durch die Bewegung der Wippe das Schaltelement 9 betätigt. Eine Steuereinheit empfängt das Signal des Schaltelementes 9 und kann wiederum in Form eines LED-Lichtes oder eines Lautsprechers ein Ausgangssignal aussenden und damit anzeigen dass die Bremse gelöst ist. Ein Entlüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft des Federelementes 8 dreht die Wippe in ihre Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 auf das Rad 10 eine Bremswirkung ausübt.
In 2b ist das kraftübertragende Element 4 als Hebel ausgeführt, welcher an seinem einen Ende drehbar über das Verbindungselement 6 an einer Haltevorrichtung 5 gelagert ist. An dem anderen, freien Ende des Hebels befindet sich das Bremselement 1, welches an der dem Rad 10 zugewandten Seite angeordnet ist. Zum einen erfolgt die Hebeldrehung um den Drehpunkt des Verbindungselementes 6 durch die Kraft des Federelementes 8, hier einer Blattfeder, welches auch an dem freien Ende des Hebels angeordnet ist. Das Federelement 8 befindet sich zwischen Haltevorrichtung 5 und Hebel und übt seine Kraft auf den Hebel aus, so dass das Bremselement 1 dauerhaft gegen das Rad 10 gedrückt wird. Das volumenveränderliche Element 3a, hier wieder ein Balg, ist an dem befestigten Ende des Hebels, an welchem sich nicht das Bremselement 1 befindet, zwischen dem Hebel und der Haltevorrichtung 5 unterhalb des Hebels angeordnet. Gegenüber 2a ist die Haltevorrichtung 5 in 2b derart ausgestaltet, dass diese sich sowohl oberhalb des Hebels als auch unterhalb des Hebels befindet, wobei jedoch die Haltevorrichtung 5 den Weg des Bremselementes 1 zum Rad 10 nicht versperrt. Wird der Balg unter Druck gesetzt, erfolgt eine Volumenausdehnung des Balgs. Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und der Hebel dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Es ist auch denkbar, dass sich der Balg unterhalb des freien Endes des Hebels und das Bremselement 1 mittig des Hebels befindet, wie in 2c dargestellt. Ein Schaltelement 9, angeordnet an der Haltevorrichtung 5, wird durch die Bewegung des Hebels betätigt. Ist das Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt, ist die Bremse frei. In diesem Zustand ist die Bremsvorrichtung gelöst und das Fahrzeug kann ungebremst fahren. Ein Entlüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft des Federelementes dreht den Hebel in seine Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 auf das Rad 10 eine starke Bremswirkung ausübt.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen 1–2b kann die Position des volumenveränderlichen Elementes 3a mit der Position des Federelementes 8 vertauscht sein, so dass mit einer Beaufschlagung des volumenändernden Elementes 3a eine Bremswirkung erzielt wird, anstatt die Bremswirkung aufzuheben.
In 2c ist das kraftübertragende Element 4 wieder als Hebel ausgeführt, welcher an seinem einen Ende drehbar über das Verbindungselement 6 an einer Haltevorrichtung 5 gelagert ist. An dem anderen, freien Ende des Hebels befindet sich das Bremselement 1, welches an der dem Rad 10 zugewandten Seite angeordnet ist. Zum einen erfolgt die Hebeldrehung um den Drehpunkt des Verbindungselementes 6 durch die Kraft des Federelementes 8, hier einer Blattfeder, welches auch an dem freien Ende des Hebels angeordnet ist. Das Federelement 8 befindet sich zwischen Haltevorrichtung 5 und Hebel und übt ihre Kraft auf den Hebel aus, so dass das Bremselement 1 dauerhaft gegen das Rad 10 gedrückt wird. Das volumenveränderliche Element 3a, hier ein mit Vakuum beaufschlagbarer Metallbalg, ist an dem befestigten Ende des Hebels, an welchem sich nicht das Bremselement 1 befindet, oder mittig und oberhalb des Hebels angeordnet, so dass sich der Metallbalg zwischen dem Hebel und der Haltevorrichtung 5 befindet. Die Haltevorrichtung 5 ist wie in 2a nur oberhalb des kraftübertragenden Elementes 4 angeordnet. Erzeugt das druckändernde Element 3b, hier eine Unterdruckpume, ein Vakuum in dem Balg, zieht sich der Balg zusammen. Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und der Hebel dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Der Balg zieht somit den Hebel nach hoben. Die Zugkraft erfordert eine feste Verbindung an der Haltevorrichtung 5 und dem Hebel, um so die Zugkraft des Balges auf die angrenzenden Elemente zu übertragen. Ein Schaltelement 9, angeordnet an der Haltevorrichtung 5, wird durch die Bewegung des Hebels betätigt. Ist das Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt, ist die Bremse frei. In diesem Zustand ist die Bremsvorrichtung gelöst und das Fahrzeug kann ungebremst fahren. Ein Belüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft des Federelementes 8 dreht den Hebel in seine Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 eine Kraftwirkung auf das Rad 10 ausübt. Alternativ kann der Metallbalg auch als Balg, wie in den 1–2b beschrieben, ausgestaltet sein. Dieser wird dann mit Luft beaufschlagt, um eine Bremswirkung zu erzielen. Die dadurch erreichte Volumenausdehnung bewirkt eine Kraft, welche den Hebel und somit auch das Bremselement 1 in Richtung Rad 10 drückt. Bei einer vollständigen Volumenausdehnung ist die Bremsvorrichtung aktiv und übt eine Bremswirkung auf das Rad 10 aus, bei einer Entlüftung des Balgs wird der Hebel samt Bremselement 1 vom Rad 10 entfernt und die Bremse löst sich. Vorteilhafterweise wirkt ein Federrelement 8 unterstützend bei der Rückstellung der Bremse, indem das Federelement 8 den Hebel vom Rad 10 wegdrückt.
In 2d ist das kraftübertragende Element 4 als Hebel ausgeführt, in der Art, dass der Hebel zwei Hebelarme aufweist, welche übereinander angeordnet sind. Die Hebelarme sind einseitig über ein drehbares Verbindungselement 6 an der Haltevorrichtung 5 gelagert. Unterhalb des oberen Hebelarms befindet sich das volumenändernde Element, hier wieder ein Balg. Das Federelement 8, hier eine Druckfeder, befindet sich oberhalb des unteren Hebelarmes. Der Balg und das Federelement 8 sind an der Haltevorrichtung 5 und an den Hebelarmen des kraftübertragenden Elementes 4 befestigt. Das Bremselement 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel unterhalb des unteren Hebelarms angeordnet. Wird der Balg unter Druck gesetzt, erfolgt eine Volumenausdehnung des Balgs. Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und der Hebel dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Es ist auch denkbar, dass sich der Balg unterhalb des freien Endes des Hebels befindet und das Bremselement mittig des Hebels, wie in 2c dargestellt. Ein Schaltelement 9, angeordnet an der Haltevorrichtung 5, wird durch die Bewegung des Hebels betätigt. Ist das Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt, ist die Bremse frei. In diesem Zustand ist die Bremsvorrichtung gelöst und das Fahrzeug kann ungebremst fahren. Ein Entlüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft der Feder dreht den Hebel in seine Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 eine Bremswirkung das Rad 10 ausübt.
In 3 ist ein Vorschlag für den Aufbau des pneumatischen Systems schematisch dargestellt. Die eingezeichneten Pfeile entsprechen der Flussrichtung beim Einsatz einer Druckpumpe. Das druckändernde Element 3b beaufschlagt das volumenveränderlichen Element 3a mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft. Ein optionales Rückschlagventil, welches auch im druckändernden Element 3b integriert sein kann, verhindert ein Zurückströmen des gasförmigen Mediums aus dem volumenveränderlichen Element 3a. Das druckändernde Element 3b bewirkt eine Volumenausdehnung des volumenveränderlichen Elementes 3a und damit eine Bewegung des Bremselementes 1. Das Schaltelement 9 wird durch die Bewegung des Bremselementes aktiviert und kann daher der Steuereinheit als Signalgeber über den Ortszustand des Bremselemente 1 dienen. Auch ein Drucksensor kann den im volumenveränderlichen Element 3a herrschenden Druck messen und diesen Wert an die Steuereinheit zur Weiterverarbeitung senden. Über das Ventil zur Entlüftung oder zur Belüftung wird das gasförmige Medium im Fall einer Druckpumpe aus dem volumenveränderlichen Element abgelassen.
In 3 ist ein weiterer Vorschlag für den Aufbau des pneumatischen Systems schematisch dargestellt. Die eingezeichneten Pfeile entsprechen der Flussrichtung beim Einsatz einer peristaltischen Pumpe. Die peristaltische Pumpe beaufschlagt das volumenveränderliche Element 3a mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft. Durch die Volumenänderung wird eine Kraft auf das Bremselement ausgeübt, das seinerseits eine Kraft auf den nicht dargestellten Reifen des Fahrzeugs weitergibt. Mit dem am volumenveränderlichen Element 3a angeordneten Drucksensor kann das volumenveränderliche Element 3a überwacht werden. Zum Ablassen des gasförmigen Mediums aus dem volumenveränderlichen Element 3a wird die Wirkrichtung der peristaltischen Pumpe geändert und das gasförmige Medium aus dem volumenveränderlichen Element 3a abgepumpt.
Bei allen Ausführungsbeispielen kann eine Steuereinheit in der Bremsvorrichtung integriert sein, welche zum einen den Zustand der Bremse (gelöst, nicht gelöst) detektieren kann, aber zum anderen zusätzliche Funktionen ausführen kann, die die Bremsvorrichtung in ihrer Funktionsfähigkeit überwachen. Eine Beobachtung zeitlicher Abläufe der Vorgänge in der Bremsvorrichtung bietet zahlreiche Möglichkeiten der Funktionsüberwachung und -kontrolle.
Beispielsweise kann der Batteriezustand der Bremsvorrichtung überwacht werden. Hierzu wird die Zeit gemessen, die zwischen Aktivieren des pneumatischen Systems 3 und Ansprechen des Schaltelementes 9 vergeht. Weicht diese Zeit zu stark von einem Normwert ab, kann auf eine zu befürchtende Fehlfunktion der Bremsvorrichtung, hervorgerufen durch einen niedrigen Batteriezustand, geschlossen werden.
Eine weitere Kontrolle kann bei der Verwendung eines pneumatischen Systems 3 vorgenommen werden. Mit zunehmender Verwendungszeit der Bremsvorrichtung können nicht zu vermeinende Leckagen im volumenveränderlichen Element 3a entstehen. Durch diese Leckagen nimmt der Druck im volumenveränderlichen Element 3a ab, in Folge dessen das Schaltelement 9 betätigt wird. Da jedoch eine Bremswirkung nicht gefordert ist, führt das Signal des Schaltelementes 9 zum Starten des druckändernden Elementes 3b, welches versucht, den verlorenen Druck wieder auszugleichen. Dabei wird das Schaltelement 9 erneut betätigt und das druckändernde Element 3b wird abgeschaltet. Häufigkeit und Dauer dieser Nachpumpvorgänge lassen auf die Dichtheit des Systems schließen.
Die beschriebenen und weitere Kontrollen sind softwarebasiert und erfordern eine Steuereinheit.
Da es sich bei der vorhergehenden, detailliert beschriebenen Bremsvorrichtung um Ausführungsbeispiele handelt, können sie in üblicher Weise vom Fachmann in einem weiten Umfang modifiziert werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können auch die konkreten Ausgestaltungen der Bremsvorrichtung in anderer Form als in der hier beschriebenen folgen. Ebenso kann die Bremsvorrichtung in einer anderen Form ausgestaltet werden, wenn dies aus Platzgründen bzw. designerischen Gründen notwendig ist. Weiter schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können.
Bezugszeichenliste

1: Bremselement
2: Betätigungselement
3: Pneumatisches System
3a: Volumenveränderliches Element
3b: Druckänderndes Element
4: Kraftübertragendes Element
5: Haltevorrichtung
51: Stützen
6: Verbindungselement
7: Stabiliesierungselemente
8: Federelement
9: Schaltelement
10: Rad

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

www.minibrake.com [0005]

Claims

Bremsvorrichtung vorzugsweise für ein zwei- oder dreirädriges Fahrzeug umfassend ein pneumatisches System (3), wobei das pneumatische System (3) mindestens ein volumenveränderliches Element (3a) und mindestens ein druckveränderndes Element (3b) aufweist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische System zusätzlich mindestens ein Ventil zur Belüftung oder zur Entlüftung des volumenveränderlichen Elementes (3a) aufweist.
Bremsvorrichtung nach Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung ein Federelement (8) umfasst, welches mit dem Bremselement (1) in Wirkverbindung steht.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatisches System (3) einen Drucksensor und/oder ein Rückschlagventil aufweist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bremselement (1) über ein kraftübertragendes Element (4) mit dem volumenveränderlichen Element (3a) mechanisch verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung eine Haltevorrichtung (5) aufweist und das kraftübertragende Element (4) über Verbindungselemente (6) mit der Haltevorrichtung (5) mechanisch verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (5) mindestens ein Stabilisierungselement (7) aufweist, wobei das mindestens eine Stabilisierungselement (7) am Rahmen des zwei- oder dreirädrigen Fahrzeugs befestigt ist.
Bremsvorrichtung nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass an der Haltevorrichtung (5) ein Gepäckträger, ein Schutzblech und/oder eine Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Funktionsanzeige der Bremsvorrichtung aufweist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (9) angeordnet ist, um den Zustand der Bremsvorrichtung zu detektieren.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement (9) an der Haltevorrichtung (5) angeordnet ist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung eine Steuerungseinheit aufweist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betätigungselement (2), welches in einem Wirkzusammenhang mit dem pneumatischen System (3) steht, ein elektrisches Schaltelement ist, welches über eine elektronische Verbindung mit dem pneumatischen System (3) und/oder der Steuereinheit verbunden ist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Verbindung eine drahtlose Verbindung ist und das Betätigungselement (2) auf mindestens einer Fernbedienung angeordnet ist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung Mittel zur Ortsbestimmung aufweist.
Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung eine Energieversorgungseinrichtung aufweist.
Bremsvorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungseinrichtung Mittel aufweist, mit welchen die Energieversorgungseinrichtung mit einem Stromnetz, einem Solarpanel und/oder einem Induktionsladegerät verbindbar ist.