DE102016118194A1 - Braking system for a human powered light vehicle and light vehicle with such a braking system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein muskelkraftbetriebenes Leichtfahrzeug mit jeweils einer Bremseinrichtung für jedes der beiden auf einer Achse angeordneten muskelkraftbetriebenen Räder des Leichtfahrzeuges und mit einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung für beide Bremseinrichtungen, wobei jedes Rad eine als Lochscheibe ausgebildete Nabe aufweist und jede Bremseinrichtung einen Hydraulikzylinder mit einer in ein Loch der Lochscheibe axial verriegelnd einfahrbaren Kolbenstange aufweist, wobei beide kolbenseitigen Zylinderräume der Hydraulikzylinder mit einer gemeinsamen hydraulischen Betätigungseinrichtung verbunden sind.The invention relates to a braking system for a muscle-powered light vehicle, each having a braking device for each of the two arranged on an axis of muscle-powered wheels of the light vehicle and a common actuator for both brake devices, each wheel has a trained as a perforated disc hub and each brake device comprises a hydraulic cylinder with a has axially retractable retractable piston rod in a hole of the perforated disc, wherein both piston-side cylinder chambers of the hydraulic cylinder are connected to a common hydraulic actuator.
Description
Die Erfindung betrifft ein Bremssystem für ein muskelkraftbetriebenes Leichtfahrzeug mit jeweils einer Bremseinrichtung für jedes der beiden auf einer Achse angeordneten muskelkraftbetriebenen Räder des Leichtfahrzeuges und mit einer gemeinsamen Betätigungseinrichtung für beide Bremseinrichtungen. The invention relates to a braking system for a muscle-powered light vehicle, each having a braking device for each of the two arranged on an axis of muscle-powered wheels of the light vehicle and a common actuator for both braking devices.
Ferner betrifft die Erfindung ein muskelkraftbetriebenes Leichtfahrzeug mit einem solchen Bremssystem. Furthermore, the invention relates to a muscle-powered light vehicle with such a braking system.
Ein solches Bremssystem für einen Rollstuhl, einen Kinderwagen oder einen Fahrradanhänger oder ein Fahrzeug, sowie ein entsprechendes Leichtfahrzeug sind aus
Dieses bekannte Bremssystem ist zum Abbremsen eines derartigen muskelkraftbetriebenen Leichtfahrzeuges geeignet, eignet sich jedoch nicht als Feststellbremse. This known brake system is suitable for braking such a muscle-powered light vehicle, but is not suitable as a parking brake.
Bei muskelkraftbetriebenen Leichtfahrzeugen, insbesondere bei Rollstühlen, insbesondere sogenannten Akivrollstühlen, besteht das Bedürfnis, diese raumsparend in einem Kraftfahrzeug unterbringen zu können, indem die Räder entfernt und ggf. das Gestell zusammegeklappt wird, wobei diese Abläufe vom Bediener, also z.B. vom Rollstuhlfahrer selbst, ausgeführt werden müssen. Bei einem Bremsystem gemäß
Der Großteil der Bremssysteme für Rollstühle verwendet ein mechanisches Hebelsystem, häufig auch Kniehebel genannt, zum Feststellen der Räder. Dabei drückt der Kniehebel unmittelbar auf den Reifen des Rollstuhles. Ein solches Kniehebelsystem hat jedoch Nachteile. Die Bremskraft (Arretierkraft) ist abhängig vom Reifenluftdruck und kann sich daher mit der Zeit verringern. Außerdem müssen die Bremsen für beide Räder über zwei in der Regel unabhängig voneinander zu bedienende Bremshebel betätigt werden, so dass die Feststellbremse beidhändig bedient werden muss, was für den Bediener in der Regel zu Schwierigkeiten führt. The majority of wheelchair braking systems use a mechanical lever system, often called a toggle, to lock the wheels. The toggle presses directly on the tire of the wheelchair. However, such a toggle lever system has disadvantages. The braking force (locking force) depends on the tire inflation pressure and therefore may decrease over time. In addition, the brakes for both wheels must be operated by means of two brake levers, which are generally to be operated independently of one another, so that the parking brake has to be operated with both hands, which as a rule leads to difficulties for the operator.
Es sind auch Bremssysteme mit Trommelbremsen bekannt, die direkt an der Radnabe angeordnet sind. Trommelbremsen sind in der Regel für die Bedienung durch ein Begleitpersonal konzipiert, haben eine geringe Bremskraft, ein deutlich höheres Gewicht und erfordern einen hohen Platzbedarf, der insbesondere beim Transport des Rollstuhles Nachteile mit sich bringt. Brake systems with drum brakes are also known which are arranged directly on the wheel hub. Drum brakes are usually designed for use by escorts, have a low braking force, a significantly higher weight and require a lot of space, which in particular brings with the transport of the wheelchair disadvantages.
Aufgabe der Erfindung ist, es ein Bremssystem für ein muskelkraftbetriebenes Leichtfahrzeug zu schaffen, das einhändig zu bedienen ist und als Feststellbremse geeignet ist. Außerdem soll das Bremssystem unabhängig vom Reifenluftdruck sein und eine konstante Bremskraft zur Verfügung stellen. The object of the invention is to provide a braking system for a muscle-powered light vehicle, which is to operate with one hand and is suitable as a parking brake. In addition, the braking system should be independent of the tire air pressure and provide a constant braking force.
Diese Aufgabe wird bei einem Bremssystem der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass jedes Rad eine als Lochscheibe ausgebildete Nabe aufweist und jede Bremseinrichtung einen Hydraulikzylinder mit einer in ein Loch der Lochscheibe axial verriegelnd einfahrbaren Kolbenstange aufweist, wobei beide kolbenseitigen Zylinderräume der Hydraulikzylinder mit einer gemeinsamen hydraulischen Betätigungseinrichtung verbunden sind. This object is achieved according to the invention in a brake system of the type described above, that each wheel has a hub designed as a perforated disc and each brake device has a hydraulic cylinder with a piston rod axially displaceable in a hole of the perforated disc, wherein both piston-side cylinder chambers of the hydraulic cylinder with a common hydraulic actuator are connected.
Es wird somit ein Bremssystem mit einer hydraulischen Feststellbremse für Leichtfahrzeuge zur Verfügung gestellt, bei welchem ein zylindrischer Stift, nämlich die Kolbenstange der jeweiligen Bremseinrichtung, in ein Loch der Lochscheibe der Radnabe eingeführt wird, um das jeweilige Rad zu arretieren. Bedient werden beide Bremseinrichtungen dabei über eine gemeinsame hydraulische Betätigungseinrichtung, die an geeigneter Stelle beliebig am Leichtfahrzeug, insbesondere am Rollstuhl, angeordnet werden kann. Thus, there is provided a brake system having a hydraulic parking brake for light vehicles in which a cylindrical pin, namely the piston rod of the respective brake device, is inserted into a hole of the washer of the wheel hub to lock the respective wheel. Both brake devices are operated by means of a common hydraulic actuating device, which can be arranged anywhere on the light vehicle, in particular on the wheelchair, at a suitable point.
Das hydraulische Betätigungselement ist dabei vorzugsweise so gestaltet, dass es durch einfachen Druck vom Bediener mit einer Hand betätigt werden kann, wodurch von der hydraulischen Betätigungseinrichtung ein Hydraulikfluid gleichmäßig in beide kolbenseitigen Zylinderäume der Bremseinrichtungen gefördert wird. The hydraulic actuator is preferably designed so that it can be operated by simple pressure from the operator with one hand, whereby a hydraulic fluid is conveyed evenly in both piston-side cylinder chambers of the brake devices of the hydraulic actuator.
Die jeweilige Bremseinrichtung ist einfach zu montieren, da die Nabe und die Bremsscheiben (Lochscheibe) eine einstückige Einheit bilden, d.h. nicht zwei getrennte Bauteile sind. Die Lochscheibe mit Langlöchern dient gleichzeitig als Nabe, welche die Radspeichen aufnimmt. Dadurch wird z.B. eine Reparatur nach einem Speichenbruch erheblich erleichtert. The respective braking device is easy to assemble, since the hub and the brake discs (perforated disc) form an integral unit, i. are not two separate components. The perforated disc with slots also serves as a hub, which receives the wheel spokes. This will e.g. a repair after a spoke break much easier.
In besonders bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der jeweilige Hydraulikzylinder der Bremseinrichtung ein einfach wirkender Hydraulikzylinder ist, dessen Kolben federbelastet in den Hydraulikzylinder gedrückt wird. Dadurch ist sicher gewährleistet, dass bei einem Defekt im Hydrauliksystem, insbesondere in den Hydraulikleitungen, es nicht zu einem plötzlichen, ungewollten Bremsvorgang kommen kann. In a particularly preferred embodiment, it is provided that the respective hydraulic cylinder of the braking device is a single-acting hydraulic cylinder whose piston is spring-loaded in the Hydraulic cylinder is pressed. This reliably ensures that a defect in the hydraulic system, in particular in the hydraulic lines, can not lead to a sudden, unwanted braking operation.
Bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass die Löcher der Lochscheiben als Langlöcher ausgebildet sind. Die Längserstreckung der Langlöcher ist dabei parallel zur radialen Richtung der Löcher, in Umfangsrichtung sind die Langlöcher schmal ausgebildet. Auf diese Weise ist ein einwandfreies Einrasten des jeweiligen freien Endes der Kolbenstange der jeweiligen Bremseinrichtung beim Brems- bzw. Verriegelungsvorgang gewährleistet. Preferably, it is further provided that the holes of the perforated discs are formed as slots. The longitudinal extension of the slots is parallel to the radial direction of the holes, in the circumferential direction, the slots are narrow. In this way, a perfect engagement of the respective free end of the piston rod of the respective braking device during braking or locking operation is ensured.
Um den Bremsvorgang noch weiter zu verbessern, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass das freie Ende der Kolbenstange jeder Bremseinrichtung abgerundet ausgebildet ist. Durch die abgerundete Endfläche der ansonsten zylindrischen Kolbenstange wird das Einführen des Endes in das jeweilige Langloch erleichtert, ohne dass es zu Beschädigungen kommt. Die zylindrische Kontur ermöglicht dabei eine spielfreie Arretierung des jeweiligen Rades. To further improve the braking process, it is preferably provided that the free end of the piston rod of each brake device is formed rounded. The rounded end face of the otherwise cylindrical piston rod facilitates the insertion of the end into the respective slot without damaging it. The cylindrical contour allows a backlash-free locking of the respective wheel.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Bremseinrichtungen jeweils angrenzend an die zugeordnete Nabe an der feststehenden Achse des Leichtfahrzeuges befestigt sind. Die Bremseinrichtungen sind somit innenliegend angeordnet und behindern nicht das Abnehmen eines Rades. In a further preferred embodiment, it is provided that the braking devices are each attached adjacent to the associated hub on the fixed axis of the light vehicle. The braking devices are thus arranged on the inside and do not hinder the removal of a wheel.
Um auf einfache Weise das Abnehmen eines Rades zu ermöglichen, ist in an sich bekannter Weise vorteilhaft vorgesehen, dass die jeweilige Nabe lösbar auf die Achse aufgesteckt ist. In order to enable the removal of a wheel in a simple manner, it is advantageously provided in a manner known per se that the respective hub is releasably attached to the axle.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Betätigungseinrichtung einen Hydraulikzylinder aufweist, dessen kolbenseitiger Zylinderraum mit den kolbenseitigen Zylinderräumen der Bremseinrichtungen verbunden ist und dessen Kolbenstange freiendseitig mit einem Druckstück zum manuellen Eindrücken verbunden ist, welches in eingedrückter Lage lösbar am Hydraulikzylinder verriegelbar ist. Der Bediener kann somit die Bremse auf einfache Weise dadurch auslösen, dass er mit der Hand oder dem Handballen das Druckstück und damit die Kolbenstange eindrückt, so dass das Hydraulikvolumen aus dem kolbenseitigen Zylinderraum der Betätigungseinrichtung durch die Hydraulikleitungen in die kolbenseitigen Zylinderräume der beiden Bremseinrichtungen gefördert wird und dadurch die Arretierung der Räder erfolgt. Die Betätigungseinrichtung kann auch mit einem Druckausdehnungsgefäß verbunden sind, das in die Betätigungseinrichtung integriert sein kann. Dieses Druckausdehnungsgefäß wird wirksam, wenn beim Auslösen und damit beim Druckaufbau im Bremssystem die jeweilige Kolbenstange der Bremseinrichtung nicht mit einem Loch der Radnabe fluchtet. Bei leichter Drehung des jeweiligen Rades bis in die nächste fluchtende Position wird dann die jeweilige Kolbenstange durch diesen Druckspeicher in das Loch der Radnabe gedrückt. In a further preferred embodiment it is provided that the actuating device has a hydraulic cylinder whose piston-side cylinder chamber is connected to the piston-side cylinder chambers of the brake devices and whose piston rod is freiendseitig connected to a pressure piece for manual impressions, which in the depressed position releasably lockable on the hydraulic cylinder. The operator can thus trigger the brake in a simple manner that he presses the pressure piece and thus the piston rod with the hand or the ball of the thumb, so that the hydraulic volume is conveyed from the piston-side cylinder chamber of the actuator through the hydraulic lines in the piston-side cylinder chambers of the two brake devices and thereby the locking of the wheels takes place. The actuating device can also be connected to a pressure expansion vessel, which can be integrated into the actuating device. This pressure expansion vessel is effective when the respective piston rod of the brake device is not aligned with a hole of the wheel hub when triggered and thus during pressure build-up in the brake system. With a slight rotation of the respective wheel to the next aligned position then the respective piston rod is pressed by this pressure accumulator into the hole of the wheel hub.
In der Endposition des Druckstückes kann dieses lösbar am Zylinder verriegelt werden, z.B. nach dem Prinzip eines Kugelschreibers. Auf entsprechende Weise ist eine Entriegelung möglich. Alternativ kann die Betätigungseinrichtung natürlich auch auf andere Weise ausgestaltet sein, z.B. auch als kleine Hydraulikpumpe, was allerdings den Aufwand erhöht. In the end position of the pressure piece this can be releasably locked to the cylinder, e.g. on the principle of a ballpoint pen. In a corresponding manner unlocking is possible. Alternatively, the actuator may, of course, be configured in other ways, e.g. as a small hydraulic pump, but this increases the effort.
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der Betätigungseinrichtung und der ersten Bremseinrichtung eine erste Hydraulikleitung und zwischen der ersten Bremseinrichtung und der zweiten Bremseinrichtung eine zweite Hydraulikleitung vorgesehen ist. Dadurch ist der Aufwand für die Hydraulikleitungen minimiert, da nur zwei Hydraulikleitungen erforderlich sind. Bevorzugt ist dabei die zweite Hydraulikleitung im Wesentlichen innerhalb der Achse angeordnet. Furthermore, it is preferably provided that a first hydraulic line is provided between the actuating device and the first brake device, and a second hydraulic line is provided between the first brake device and the second brake device. As a result, the cost of the hydraulic lines is minimized, since only two hydraulic lines are required. Preferably, the second hydraulic line is arranged substantially within the axis.
Die Erfindung betrifft auch ein muskelkraftbetriebenes Leichtfahrzeug mit einem vorbeschriebenem Bremssystem. The invention also relates to a muscle-powered light vehicle with a brake system as described above.
Diese muskelkraftbetriebene Leichtfahrzeug ist vorzugsweise ein Rollstuhl, insbesondere ein Aktivrollstuhl, kann aber auch ein Kinderwagen oder ein Fahrradanhänger od. dgl. sein. This muscle-powered light vehicle is preferably a wheelchair, in particular an active wheelchair, but may also be a stroller or a bicycle trailer or the like.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in The invention is explained in more detail below by way of example with reference to the drawing. This shows in
Ein muskelbetriebenes Leichtfahrzeug ist in den
Der Aktivrollstuhl
Der zweite Bestandteil der jeweiligen Bremseinrichtung
Beide Bremseinrichtungen
Der jeweilige Hydraulikzylinder
Die jeweilige Bremseinrichtung
Wie am besten aus
Jeder Hydraulikzylinder
Wird von der hydraulischen Betätigungseinrichtung
Die beiden Naben
Die hydraulische Betätigungseinrichtung
Dabei ist die Betätigungseinrichtung
Zur Betätigung des Bremssystems wird mit der Hand oder dem Handballen eines Bedieners das Druckstück
Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann insbesondere die gemeinsame hydraulische Betätigungseinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 1
- Aktivrollstuhl active wheelchair
- 2 2
- Gestell frame
- 3 3
- Achse axis
- 4, 5 4, 5
- Rad wheel
- 6, 7 6, 7
- Vorderrad front
- 8 8th
- erste Bremseinrichtung first braking device
- 9 9
- zweite Bremseinrichtung second braking device
- 10, 1110, 11
- Nabe hub
- 12 12
- Langloch Long hole
- 13 13
- Lochkreis PCD
- 14 14
- Speiche spoke
- 15 15
- Hydraulikzylinder hydraulic cylinders
- 16 16
- Kolbenstange piston rod
- 16a 16a
- freies Ende free end
- 17 17
- Kolben piston
- 18 18
- kolbenseitiger Zylinderraum piston-side cylinder space
- 19 19
- hydraulische Betätigungseinrichtung hydraulic actuator
- 20, 3020, 30
- Druckfeder compression spring
- 21 21
- Anschlussstutzen spigot
- 22 22
- Verbindungselement connecting member
- 23 23
- erste Hydraulikleitung first hydraulic line
- 24 24
- zweite Hydraulikleitung second hydraulic line
- 25 25
- Anschlussstutzen spigot
- 26 26
- Hydraulikzylinder hydraulic cylinders
- 27 27
- Kolben piston
- 28 28
- Kolbenstange piston rod
- 29 29
- Druckstück Pressure piece
- 31 31
- kolbenseitiger Zylinderraum piston-side cylinder space
- 32 32
- Anschlussstutzen spigot
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- 2016-09-27 DE DE102016118194.3A patent/DE102016118194B4/en active Active
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