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Die Erfindung betrifft eine Bremseinrichtung für ein Zweirad. Die Erfindung kann insbesondere an einem Zweirad, das ohne einen motorischen Antrieb auskommt und besonders vorteilhaft für ein Laufrad, das üblicherweise von Kindern genutzt wird, eingesetzt werden.
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Bei Personen die in ihren motorischen Fähigkeiten und dem Gleichgewichtssinn Defizite aufweisen oder auch aufgrund ihres Alters Gefahrensituationen noch nicht ausreichend einschätzen können, kann es sinnvoll sein, ein Zweirad ferngesteuert von einer anderen Person abbremsen zu können.
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Aus
WO 2010/068620 A2 und
WO 2013/022710 A1 sind dazu technische Lösungen bekannt. In beiden Fällen sind aber sehr aufwändige Konstruktionen mit einem extern aktivierbaren Antrieb zum Bremsen beschrieben. Dies führt zu erheblichem konstruktivem Aufwand und Kosten, was sich insbesondere bei ansonsten relativ kostengünstigen Zweirädern, wie dies insbesondere Laufräder für Kinder sind, negativ auswirkt.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, Möglichkeiten zum externen Abbremsen von Zweirädern vorzuschlagen, die eine einfache und kostengünstige Konstruktion aufweisen und die ggf. auch an einem Zweirad nachgerüstet werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Bremseinrichtung, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung können mit in untergeordneten Ansprüchen bezeichneten Merkmalen realisiert werden.
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Bei der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung für ein Zweirad ist mindestens eine mit mindestens einem Bremsklotz versehene Bremse, dessen mindestens einer Bremsklotz an einem Reifen, einer Felge, einer Bremsscheibe, einer Bremstrommel oder einer Nabe eines Rades angreift und die Bewegung des mindestens einen Bremsklotzes mit einem Bowdenzug erreichbar ist, vorhanden. Dabei kann es sich also um eine an sich herkömmliche Bremse für Zweiräder handeln, die wie nachfolgend definiert zusätzlich weiter ausgebildet ist:
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An dem Bowdenzug greift die Kraft einer vorspannbaren Feder, bevorzugt eine Druckfeder an. Die Vorspannung der Feder wird mit mindestens einem Hebelelement, das mit einem Rastelement arretierbar ist, aufrechthalten. Das mindestens eine Hebelelement ist zur Aufrechterhaltung der Vorspannung der Feder formschlüssig am Rastelement arretierbar.
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Zum Lösen der Arretierung ist das mindestens eine Hebelelement mit dem Rastelement formschlüssig verbindbar. Am mindestens einen Hebelelement und/oder am Rastelement greift ein Aktuator an, der zum Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem mindestens einen Hebelelement und Rastelelement ausgebildet ist.
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Der Aktuator ist drahtlos mit einem Auslösesignal, das mit einer mobilen Sendeeinheit zu einer Empfangseinheit, die am Zweirad vorhanden ist, übertragbar ist, aktivierbar.
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Die Übertragung des Auslösesignals kann bevorzugt mit elektromagnetischen Wellen via Funksignal erfolgen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, elektromagnetische Wellen aus dem Wellenlängenspektrum des NIR- oder IR-Lichts zu nutzen.
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Vorteilhaft kann die Kraftwirkung der freigegebenen Feder mittels des Hebelelements an den Bowdenzug übertragen werden.
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Der Aktuator kann mit einem aus oder mit einem Formgedächtnismetall gebildeten Element, mit einem Bimetall gebildeten Element, einem Elektromagneten oder mindestens einem piezoelektrischen Element, das am Hebelelement oder dem Rastelement angreift, gebildet sein.
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Zur Aktivierung kann der Aktor an einen elektrischen Energiespeicher angeschlossen werden. So kann ein mit einem Formgedächtnismetall oder einem Bimetall gebildeten Element eine Aktivierung des jeweiligen Aktors durch elektrische Widerstandsheizung erreicht werden, wenn ein elektronischer Schalter nach Empfang eines Auslösesignals eine Verbindung zum elektrischen Energiespeicher herstellt. Ein so ausgebildeter Aktor kann die formschlüssige Arretierung zwischen Hebelelement und Rastelement durch seine eigene Verformung bei einer Erwärmung frei geben. Ein Formgedächtnismetall verändert seine Form bei Erreichen bzw. Überschreiten der Austenit-Martensit-Umwandlungstemperatur.
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Nachfolgend soll immer nur von einem Hebelelement gesprochen werden, obwohl auch mehr als ein Hebelelement genutzt werden können. Es handelt sich dann immer um ein Hebelelement, das entsprechend der jeweiligen Beschreibung ausgebildet ist und die entsprechende Funktion erfüllen kann.
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Mindestens ein piezoelektrisches Element oder ein Elektromagnet kann nach dem Empfang eines Auslösesignals aktiviert werden, wenn ein elektronischer Schalter eine elektrische Spannung anlegt. Dabei bewegt ein so ausgebildeter Aktuator das Hebelelement oder das Rastelement so, dass die formschlüssige Verbindung gelöst wird und das Hebelelement die vorgespannte Feder frei gibt, so dass durch die Bewegung der Feder der Bowdenzug so bewegt wird, dass eine Bremswirkung am Zweirad erreicht wird. Ein Elektromagnet sollte lediglich zum Lösen der formschlüssigen Verbindung von Hebel- und Rastelement nach dem Empfang eines Auslösesignals aktiviert werden.
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Die Kraftwirkung der Feder kann über das Hebelelement auf den Bowdenzug übertragen und dadurch der mindestens eine Bremsklotz zum Bremsen des jeweiligen Zweirades bewegt werden.
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Die Feder kann mittels formschlüssig und/oder kraftschlüssig verbundenem Hebelelement und Rastelement vorgespannt sein.
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Das mindestens eine Hebelelement und das Rastelement können direkt mit dem Bowdenzug verbunden sein.
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Es kann auch entweder das mindestens eine Hebelelement oder das Rastelement direkt mit einem Teil eines Bremsgriffs starr verbunden sein.
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Das Hebelelement oder das Rastelement kann mit einem Teils des Lenkers oder Rahmens des Zweirades starr verbunden sein.
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Beim Lösen der formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung kann sich das Hebelelement entsprechend der Kraftwirkung der vorgespannten Feder bewegen. Dabei sollte das Hebelelement in einer geeigneten Längsführung geführt sein.
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Vorteilhaft kann am Hebelelement ein Griff, der von außen zugänglich, zur Rückführung des Hebelelements und zur Erreichung der Vorspannung der Feder ausgebildet ist, vorhanden sein. So kann nach externem Auslösen eines Bremsvorgangs die Feder wieder vorgespannt und die formschlüssige Verbindung zwischen Hebelelement und Rastelement wieder hergestellt werden, wenn das Hebelelement mittels des Griffs durch manuelle Bewegung wieder in formschlüssigen Eingriff mit dem Rastelelement gebracht worden ist.
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Die in Richtung des Rastelements angeordnete Stirnseite des Hebelelements kann mit einer Rastkante ausgebildet sein, die in vorgespannter Stellung der Feder eine Kante am Rastelement hintergreift. Diese Stirnseite des Hebelelements kann auch mit einer Schräge oder einem Konus ausgebildet sein, was die Rückstellung zum wieder Vorspannen der Feder erleichtert. Das Hebelelement kann dabei an der entgegengesetzten Stirnseite ein Gelenk, bevorzugt ein Festkörpergelenk aufweisen, das einen Drehpunkt oder eine Rotationsachse vorgibt, um den/die eine Verschwenkung des Hebelelements erreicht werden kann. Diese Verschwenk- oder Biegebewegung kann zum Lösen der formschlüssigen Verbindung zwischen dem Hebel- und dem Rastelement genutzt werden. Sie kann mit dem Aktor ausgelöst werden.
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Mit der Erfindung kann also eine einfach aufgebaute und kostengünstig erhältliche Bremseinrichtung, die extern aktiviert werden kann, zur Verfügung gestellt werden. Sie kann auch einfach an einem Zweirad nachgerüstet werden, in dem eine herkömmliche Bremse, die bereits an einem Zweirad installiert ist, mit dem modifizierten Bowdenzug und den weiteren Elementen ausgestattet wird.
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Nachfolgend soll die Erfindung beispielhaft näher erläutert werden.
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Dabei zeigen:
- 1 ein Blockschaltbild eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung;
- 2 einen Teilschnitt durch die mechanisch wirkenden Elemente eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Bremseinrichtung bei vorgespannter Feder und
- 3 einen Teilschnitt des in 2 gezeigten Beispiels mit gelöster Arretierung der Feder.
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Mit 1 soll verdeutlicht werden, dass mit einer mobilen Sendeeinheit 6 ein Auslösesignal zu einer an einem Zweirad vorhandenen Empfangseinheit 7 drahtlos übertragen werden kann. Von der Empfangseinheit 7 wird ein elektronisches Schaltelement 8 angesteuert, das eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem elektrische Energie speichernden Element 9 herstellt. Dadurch wird ein mit einem Formgedächtnismetall gebildeter Aktor 5 durch elektrische Widerstandsheizung erwärmt, bis die Umwandlungstemperatur des Formgedächtnismetalls erreicht und ggf. überschritten worden ist. Der Aktor 5 verformt sich dadurch so, dass die formschlüssige Verbindung zwischen einem Hebelelement 3 und eine Rastelement 4 gelöst und die Feder 2 frei gegeben wird, so dass sich der Bowdenzug 1 (in 1 nicht gezeigt) zur Aktivierung der Bremse mit dem mindestens einen Bremsklotz bewegt.
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Anstelle des mit Formgedächtnismetalls gebildeten Aktors 5 können die im allgemeinen Teil der Beschreibung bezeichneten anderen Formen eines Aktors 5 hier eingesetzt werden.
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Die 2 zeigt eine Hebelelement 3, das durch die Hülle 1.1 des Bowdenzuges 1 mit dem Bowdenzug 1 fest verbunden ist. An der gegenüberliegenden Stirnseite des Hebelelements 3 ist eine formschlüssige Verbindung mit dem Rastelement 4 hergestellt. Zwischen dem Hebelelement 3 und dem Rastelelement 4 ist eine Druckfeder 2 vorgespannt.
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Das Hebelelement 3 weist an der in Richtung Rastelement 4 weisenden Stirnseite eine Schräge und eine Rastkante auf. Die Rastkante hintergreift eine Kante des Rastelements 4, so dass eine formschlüssige Verbindung erhalten worden ist. Die Schräge erleichtert eine Wiederherstellung der formschlüssigen Verbindung nach einer Betätigung der Bremse, da die Schräge leichter hinter die Kante des Rastelements 4 geschoben werden kann.
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Das Hebelelement 3 ist in dieser Position mit dem Aktor 5 arretiert, so dass die formschlüssige Verbindung von Hebelelement 3 und Rastelement 4 beibehalten, die Feder 2 vorgespannt gehalten ist und die Bremseinrichtung inaktiv gehalten wird.
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Nach dem Empfang eines Auslösesignals wird das Formgedächtnismetall des Aktors 5, wie bereits beschrieben, erwärmt, so dass sich seine Form ändert und das Hebelelement 3, wie in 3 gezeigt freigegeben wird. Das Hebelelement 3 kann sich dann so bewegen, dass die formschlüssige Verbindung zum Rastelement 4 gelöst wird. Dadurch kann sich das Hebelelement 3 in eine Richtung, die vom Halteelement 4 weg weist bewegen. Es wird dabei mit der Federkraft der Feder 5 bewegt. Durch diese Bewegung wird auch der Bowdenzug 1 mit bewegt und der mindestens eine Bremsklotz gegen einen Reifen, eine Felge, eine Bremsscheibe, eine Bremstrommel oder eine Nabe eines Rades des jeweiligen Zweirades bewegt, um eine Bremswirkung nach dem externe Auslösen ohne Zutun des eigentlichen Fahrers zu erreichen.
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Bei dem gezeigten Beispiel wird das Hebelelement 3 so mit dem Aktor 5 bewegt, dass es durch die Verformung des Aktors 5 in Richtung Bowdenzug 1 gezogen, dabei gebogen und dadurch der Eingriff der Rastkante am der entsprechenden Kante des Rastelements 4 gelöst wird.
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Das Hebelelement 3 ist an seiner dem Rastelement 4 abgewandten Stirnseite abgewinkelt und kann so am Bowdenzug 1 angreifen und ein Widerlager für die Feder 2 bilden. Das gegenüberliegende Widerlager kann das Rastelelement 4 sein. Der abgewinkelte Bereich des Hebelelements 3 oder ein daran befestigter oder ausgebildeter Teil kann mit dem Bowdenzug 1 festverbunden sein, so dass die durch die frei gegebene Feder 2 erreichte Bewegung des Hebelelements 3 auf den Bowdenzug 1 und dann auf den mindestens einen Bremsklotz übertragen werden kann.
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In nicht dargestellter Form kann das Hebelelement 3 gegen die Kraft der Feder 2 bewegt und die formschlüssige Verbindung zum Rastelement 4 wieder hergestellt werden, um die Bremsenrichtung zum erneuten externen Auslösen wieder bereit zu machen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 2010/068620 A2 [0003]
- WO 2013/022710 A1 [0003]
