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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Bremsgeber, insbesondere zur Verwendung an einer Lenkstange eines Kleinstfahrzeugs, mit einem in einem Gehäuse schwenkbar gelagerten Hebel, welcher mit einer linearbeweglichen Druckstange gekoppelt ist, welche die Schwenkbewegung des Hebels in eine Linearbewegung eines in dem Gehäuse verschiebbar gelagerten Kolbens wandelt, wobei ein Verschieben des Kolbens eine Vergrößerung oder Verkleinerung eines in dem Gehäuse ausgebildeten und mit einem Hydraulikfluid gefüllten Druckraums bewirkt und der Druckraum mit einem Druckanschluss hydraulisch kommunizierend verbunden ist.
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Neben konventionellen Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, rücken zunehmend Kleinstfahrzeuge in den Fokus der Gesellschaft, um die sich verändernden Mobilitätsanforderungen zukunftssicher zu erfüllen. Die Kleinstfahrzeuge haben den Vorteil, dass diese zum einen einen geringeren Raum als Parkplatz beanspruchen. Zum anderen können die Kleinstfahrzeuge so ausgelegt sein, dass diese sich maßgeblich im Stadtverkehr bewegen können, sodass die Anforderungen an mögliche Höchstgeschwindigkeiten sehr gering sind.
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Zu dieser Gruppe von Kleinstfahrzeigen gehören traditionell auch beispielsweise Fahrräder, welche üblicherweise mit Muskelkraft betrieben wurden und werden. Neben den muskelbetriebenen Fahrrädern wurden auch Fahrräder mit Hilfsmotoren entwickelt. Mit der Entwicklung von leistungsfähigen Akkus wurden die Hilfsmotoren umweltschonend als Elektromotoren realisiert. Derartige Elektrofahrräder sind mittlerweile ein fester Bestandteil im Straßenbild geworden. Diese muskel- oder tretkraftunterstützten Fahrzeuge sind insbesondere unter den Namen Pedelec (Pedal Electric Cycle), E-Bike oder Elektrofahrrad bekannt.
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Aus der
DE 10 2013 012 208 A1 ist bereits ein derartiges elektrisches Antriebssystem für ein mit Muskelkraft betriebenes Fahrzeug bekannt, wobei das elektrische Antriebssystem mindestens einen mit einer Antriebskurbel mechanisch verbundenen elektrischen Generator, einen elektrischen Antriebsmotor, einen elektrischen Energiespeicher und eine elektrische Schaltungsanordnung zur elektrischen Verkopplung des Generators mit dem Antriebsmotor und dem Energiespeicher umfasst.
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Personal Mobility Devices (PMDs) mit derartigen Antriebssystemen erfreuen sich in Städten auf der ganzen Welt zunehmend großer Beliebtheit, da sie die Konnektivität auf der ersten und letzten Meile erheblich verbessern. Dennoch müssen derartige Kleinstfahrzeuge, wie beispielsweise E-Bikes, welche bislang in der Regel rein Muskelkraftbetrieben gefahren wurden, nach einer erfolgten Elektrifizierung deutlich höhere Anforderungen an das Bremssystem erfüllen, da diese nun mit Geschwindigkeiten durch den Stadtverkehr bewegt werden können, die bislang für die entsprechenden muskelkraftbetriebenen Varianten kaum dauerhaft erreichbar waren.
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Aus dem Stand der Technik sind bereits verschiedenste Handbremsvorrichtungen bekannt. So ist aus der
US 2013/0228405 A1 bereits eine Handbremsvorrichtung für ein E-Bike bekannt. Diese Handbremsvorrichtung weist ebenfalls einen drehbeweglich gelagerten Handbremshebel sowie ein feststehendes Teil zur Anbindung des Handbremshebels auf, wobei die Handbremsvorrichtung über das feststehende Teil an einer Lenkstange befestigbar ist. Für die Erfassung, ob die Bremse betätigt ist oder nicht wird ein herkömmlicher Taster ersetzt durch eine Magnetsensoreinheit.
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Eine andere Handbremsvorrichtung zur Erfassung, ob die Handbremsvorrichtung betätigt worden ist oder nicht wird in der
US 2010/0236350 A1 beschrieben.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Handbremsvorrichtung bereitzustellen, die die Stellung eines Handbremshebels möglichst sicher und störungsfrei detektiert. Mit Vorteil soll die Handbremshebeleinheit einfach und robust in der Konstruktion sein.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Bremsgeber, insbesondere zur Verwendung an einer Lenkstange eines Kleinstfahrzeugs, mit einem in einem Gehäuse schwenkbar gelagerten Hebel, welcher mit einer linearbeweglichen Druckstange gekoppelt ist, welche die Schwenkbewegung des Hebels in eine Linearbewegung eines in dem Gehäuse verschiebbar gelagerten Kolbens wandelt, wobei ein Verschieben des Kolbens eine Vergrößerung oder Verkleinerung eines in dem Gehäuse ausgebildeten und mit einem Hydraulikfluid gefüllten Druckraums bewirkt und der Druckraum mit einem Druckanschluss hydraulisch kommunizierend verbunden ist, wobei der Druckraum mit einem Hydraulik-Reservoir verbunden ist.
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Hierdurch kann der erfindungsgemäße Bremsgeber eine automatische Verschleißnachstellung, mit einem offenen hydraulischen Kreis, realisieren. Um dieses offene hydraulische System zu bilden, wird ein Hydraulik-Reservoir vorgesehen. Um den Verschleiß am Bremsnehmer zu kompensieren, kann hierüber der Bremsnehmerkolben weiterausrücken, um das vergrößerte Spiel zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe wieder zu reduzieren. Dadurch ist das Hydraulik-Reservoir notwendig, damit das Fluidniveau angepasst werden kann.
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Besonders bevorzugt ist der Bremsgeber als Handbremsvorrichtung konfiguriert.
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Bevorzugt ist das Fahrzeug als ein Klein- oder Kleinstfahrzeug oder als ein Elektromobil ausgebildet. Das Fahrzeug ist bevorzugt mehrspurig, z.B. mit drei oder mehr Rädern ausgebildet. Es kann z.B. als ein Roller, insbesondere als ein Elektromotorrad, als ein Elektromotorroller, als ein Elektroroller, Elektrotretroller, Elektroscooter, z.B. E-Scooter, als ein Segway, Hoverboard, Kickboard, Skateboard, Longboard o.ä. ausgebildet sein. Alternativ kann das Fahrzeug als ein Fahrrad, insbesondere als ein Elektrofahrrad, z.B. als ein Pedelec oder als ein E-Bike ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Fahrzeug ein Transport- oder Lastenrad, insbesondere ein motorisiertes bzw. elektrisch angetriebenes Transport- oder Lastenrad, im Speziellen ein Dreirad- oder Vierrad-Pedelec oder eine Rikscha, insbesondere mit oder ohne Dach, oder ein Kabinenroller sein.
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Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass in dem Gehäuse eine zylinderförmige Hülse fixiert ist, in welcher der Kolben verdrehsicher aber linearbeweglich aufgenommen ist.
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Es kann gemäß einer weiteren bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung auch vorgesehen sein, dass in der Hülse ein Reed-Schalter eingelassen ist. Der Reed-Schalter ist so im Bremsgriff positioniert, dass dieser vor mechanischen Einflüssen von außen geschützt ist. Des Weiteren ist die Befestigung des Reed-Schalters bevorzugt so ausgeführt, dass auf Klebstoffe und oder eine zusätzliche Verschraubung verzichtet werden kann. Zur Änderung des Schaltzustands des Reed-Schalters wird prinzipbedingt ein Magnet benötigt. Dieser ist in den Kolben des Bremsgebers integriert, damit er sich durch die Betätigung des Bremshebels bewegt, was zur Änderung des Schaltzustands des Reed-Schalters führt. Eine Einstellung des Hebelwegs bis zur Änderung des Schaltzustands des Reed-Schalters durch den Endbenutzer ist bevorzugt nicht vorgesehen. Auch kann es daher besonders vorteilhaft sein, die Erfindung dahingehend weiterzuentwickeln, dass an der äußeren Mantelfläche der Hülse eine nutartige Aufnahme für den Reed-Schalter vorgesehen ist.
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Des Weiteren kann es gemäß einer ebenfalls vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass in dem Kolben ein Magnet angeordnet ist, welcher mit dem Reed-Schalter zusammenwirkt.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausgestaltungsvariante der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass der Bremsgeber symmetrisch ausgebildet ist. Dafür wurde das Hydraulik-Reservoir zur Betätigung des Bremssystems in der Mitte vorgesehen. Zwei Varianten sind hierbei vorstellbar: einmal auf der Handseite, einmal zwischen den „Ohren“ des Gehäuses.
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Um das symmetrische Design zu ermöglichen sind ganz besonders bevorzugt zwei Entlüftungsschrauben vorgesehen, die symmetrisch zur Mittelebene angeordnet sind. Nur die obere von beiden wird dann zur Entlüftung verwendet (dies hängt beispielsweise von der Seite des Lenkers ab, auf welcher der Bremsgeber eingebaut ist). Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann es daher vorgesehen sein, dass in dem Hydraulik-Reservoir zwei Entlüftungskanäle ausgebildet sind, wobei einer der Entlüftungskanäle an der in Schwerkraftrichtung höchsten Stelle des Hydraulik-Reservoirs und der andere an der tiefsten Stelle des Hydraulik-Reservoirs in dieses mündet. Des Weiteren kann die Erfindung auch dahingehend weiterentwickelt sein, dass die Entlüftungskanäle jeweils mittels einer Entlüftungsschraube gegenüber der Umgebung geöffnet und verschlossen werden können.
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Gemäß einer weiteren zu bevorzugenden Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes kann vorgesehen sein, dass an der äußeren Mantelfläche der Hülse eine Verdrehsicherung herausragt, welche in eine korrespondierende Nut des Gehäuses eingreift. Schließlich kann die Erfindung auch in vorteilhafter Weise dahingehend ausgeführt sein, dass der Kolben und die Hülse verdrehsicher zueinander geführt sind.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Figuren ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens näher erläutert werden.
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Es zeigt:
- 1 ein Bremsgeber in einer perspektivischen Ansicht,
- 2 ein Bremsgeber in einer schematischen Schnittdarstellung,
- 3 ein Bremsgeber in einer schematischen Querschnittsdarstellung durch den Kolben,
- 4 ein Bremsgeber mit Hydraulik-Reservoir in einer perspektivischen Teilschnittansicht,
- 5 ein Kolben in einer perspektivischen Darstellung,
- 6 eine Hülse in einer perspektivischen Darstellung,
- 7 ein Gehäuse in einer perspektivischen Darstellung,
- 8 ein Bremsgeber in einer perspektivischen Darstellung,
- 9 einen Bremsgeber in einer perspektivischen Darstellung,
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Die 1-3 zeigen einen Bremsgeber 1 zur Verwendung an einer Lenkstange eines Kleinstfahrzeugs, mit einem in einem Gehäuse 2 schwenkbar gelagerten Hebel 4, welcher mit einer linearbeweglichen Druckstange 5 gekoppelt ist, welche die Schwenkbewegung des Hebels 4 in eine Linearbewegung eines in dem Gehäuse 2 verschiebbar gelagerten Kolbens 10 wandelt. Das Verschieben des Kolbens 10 bewirkt eine Vergrößerung oder Verkleinerung eines in dem Gehäuse 2 ausgebildeten und mit einem Hydraulikfluid 22 gefüllten Druckraums 21, welcher mit einem Druckanschluss 3 hydraulisch kommunizierend verbunden ist. So wird beim Betätigen des Hebels 4 ein hydraulischer Druck in dem Druckraum 21 erzeugt und über den Druckanschluss 3 an ein hydraulischen Bremsnehmer übertragen.
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Der Druckraum 21 ist ferner mit einem Hydraulik-Reservoir 23 verbunden. In dem Gehäuse 2 ist eine zylinderförmige Hülse 13 fixiert, in welcher der Kolben 10 verdrehsicher aber linearbeweglich aufgenommen ist. In der Hülse 13 ein Reed-Schalter 15 eingelassen. In dem Kolben 10 ist ein Magnet 16 angeordnet, welcher mit dem Reed-Schalter 15 zusammenwirkt.
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In der 1 wird die erste Variante des Bremsgebers 1 mit Hydraulik-Reservoir 23 gezeigt. Zu sehen in der Ansicht der 1 ist das Gehäuse 2, der Druckanschluss 3, der Hebel 4 zur Betätigung des Bremssystems, der Kolben 10, wobei hier nur die dazugehörige Druckstange 5 sichtbar ist, der Deckel 6 zur Schließung des Hydraulik-Reservoirs 23, sowie eine von beiden Entlüftungsschrauben 6. Durch die Betätigung des Hebels 4 um die Achse der Hebelachse 8 wird die Druckstange 5 den Kolben in den Druckraum 21 gedrückt, was zur Schließung des hydraulischen Kreises und somit zum Druckaufbau führt. Die Druckstange 5 wird durch die Druckstangenachse 9 mit dem Hebel 4 gekoppelt - von der Kinematik her muss sie frei drehbar sein. Es sind zwei Bohrungen zur Befestigung des Bremsgebers 1 am Lenker des Kleinstfahrzeugs, damit die dazugehörige untere Halbschale - hier nicht gezeigt - mit dem Gehäuse 2 verbunden werden kann. Das Gehäuse 2 mit der unteren Halbschale bilden dann eine reibschlüssige Verbindung mit dem Lenker, nachdem dass die Befestigungsschrauben zugeschraubt und angezogen wurden.
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Die 2 zeigt ein Längsschnitt durch den Bremsgeber 1. Durch die Betätigung des Hebels 4 wird die Druckstange 5 auf den Kolben 10 drücken. Durch die Bewegung des Kolbens 10 entlang der Druckraumachse wird die One-Seal Dichtung 12 betätigt, was zur Schließung des hydraulischen Kreises führt. Ab diesem Moment kann der Druckaufbau stattfinden, um die Bremse zu schließen und somit das Rad zu bremsen. Das Prinzip der One-Seal Dichtung ist im Patent 10 2018 130 507.9 erklärt, worauf an dieser Stelle verwiesen wird. Nach der Betätigung dient die Rückstellfeder 11 zur Rückstellung des Kolbens 10 bis zum Anschlag der Hülse 13, die dank des Sicherungsringes 14 am Gehäuse 2 angebunden ist. Sitze bzw. Aussparungen sind im Kolben 10 - für den Magnet 16 - und in der Hülse 13 - für den Reed-Schalter 15 - vorgesehen.
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Durch die Betätigung des Hebels 4 wird der Magnet 16 relativ zum Reed-Schalter 15 linear versetzt, was zur Änderung seines Schaltzustandes führt. Da der Magnet 16 richtig gerichtet mit dem Reed-Schalter 15 sein muss, wurden Verdrehsicherungen sowohl an der Hülse 13 als auch am Kolben 10 vorgesehen. In der 2 ist auch das Hydraulik-Reservoir 23 zu erkennen, welches in dieser ersten Variante handseitig integriert ist. Zwei Befestigungsschrauben 17 sind zur Befestigung des Deckels 6 am Gehäuse 2 vorgesehen, und die Formdichtung 18 dient zum Abdichten des Hydraulik-Reservoirs 23 (siehe auch 4). Das Gehäuse 2 wurde als Kunststoffteil vorgesehen, wobei eine Aluminium-Ausführung auch möglich ist.
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Die 3 zeigt einen zum Druckraum 21 senkrechten Schnitt. Es sind die zwei symmetrischen, entgegen gerichteten Entlüftungsschrauben 7 zu sehen. Zur Abdichtung wurden zwei O-Ringe 19 vorgesehen. Unabhängig von der Seite, an welcher der Bremsgeber 1 eingebaut wird, wird immer eine der beiden Entlüftungsschrauben 7 auf der in Schwerkraftrichtung oberen Seite angeordnet sein. Damit kann die Entlüftung durch die oberste Entlüftungsschraube 7 stattfinden.
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Die 4 zeigt, dass in dem Hydraulik-Reservoir 23 zwei Entlüftungskanäle 24 ausgebildet sind, wobei einer der Entlüftungskanäle 24 an der in Schwerkraftrichtung höchsten Stelle des Hydraulik-Reservoirs 23 und der andere an der tiefsten Stelle des Hydraulik-Reservoirs 23 in dieses mündet. Die Entlüftungskanäle 24 können jeweils mittels einer Entlüftungsschraube 7 gegenüber der Umgebung geöffnet und verschlossen werden. Was der 4 auch entnommen werden kann ist, dass der Bremsgeber 1 symmetrisch ausgebildet ist. Mittels der zwei Entlüftungskanäle 24 können Luftblasen aus dem Druckraum 21 zum Hydraulik-Reservoir 23 wandern. Deshalb müssen sowohl die zwei Entlüftungskanäle 24 als auch die zwei Entlüftungsschrauben 7 an der in Schwerkraftrichtung höchsten Stelle sein. Die Entlüftungskanäle 24 sind direkt mit den Entlüftungsbohrungen der Entlüftungsschrauben 7 verbunden, damit die Luftblasen direkt abgeführt werden können.
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5 zeigt den Kolben 10 mit dem Magnet 16, der dank einer Aussparung im Kolben 10 integriert ist. Hier kann der Magnet 16 z.B. geklebt oder durch eine Presspassung gesichert werden. Der Magnet 16 muss nicht zwangsläufig rund sein. Der Kolben 10 in seiner Kunststoff-Ausführung ermöglicht eine einfache Erstellung einer beliebigen Aussparung. Die Verdrehsicherung des Kolbens 10 dient damit der Magnet 16 immer richtig zum Reed-Schalter 15 gerichtet bleibt.
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In der 6 ist gezeigt, dass an der äußeren Mantelfläche 25 der Hülse 13 eine nutartige Aufnahme 26 für den Reed-Schalter 15 vorgesehen ist. An der äußeren Mantelfläche 25 der Hülse 13 ist ragt eine Verdrehsicherung 27 heraus, welche in eine korrespondierende Nut des Gehäuses 2 eingreift, welche in der 7 erkennbar ist. Sobald die Hülse 13 somit im Gehäuse 2 eingebaut ist, ist der Reed-Schalter 15 auch entsprechend positioniert und gesichert. Damit der Reed-Schalter 15 immer in der Mitte bleibt (sein Kabel darf sich nicht zusammenrollen), wurde eine Verdrehsicherung an der Hülse 13 vorgesehen. Hier wird die Hülse 13 formschlüssig drehgesichert, wobei andere Lösungen denkbar sind. Die drei Zähne zur Verdrehsicherung des Kolbens 10 sind auch zu erkennen. Eine Zusammenschau von 5 und 6 lässt erkennen, dass der Kolben 10 und die Hülse 13 verdrehsicher zueinander geführt sind.
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7 zeigt das Gehäuse 2 mit seiner Aussparung als Verdrehsicherung für die Hülse 13. Eine kleine Einfuhrfase kann vorgesehen sein, um die Montage der Hülse 13 zu erleichtern.
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8 zeigt den Bremsgeber 1 in einer zweiten Ausführung, wo das Hydraulik-Reservoir 23 diesmal auf der anderen Seite des Gehäuses 2 integriert ist. 9 zeigt die andere Seite des Bremsgebers 1 in einer Perspektivansicht, wo die zwei Entlüftungsschrauben 7, die zwei Befestigungsschrauben 17 für den Deckel 6 und der Deckel 6 zu sehen sind.
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Die Erfindung ist nicht auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen beschränkt. Die vorstehende Beschreibung ist daher nicht als beschränkend, sondern als erläuternd anzusehen. Die nachfolgenden Patentansprüche sind so zu verstehen, dass ein genanntes Merkmal in zumindest einer Ausführungsform der Erfindung vorhanden ist. Dies schließt die Anwesenheit weiterer Merkmale nicht aus. Sofern die Patentansprüche und die vorstehende Beschreibung ‚erste‘ und ‚zweite‘ Merkmal definieren, so dient diese Bezeichnung der Unterscheidung zweier gleichartiger Merkmale, ohne eine Rangfolge festzulegen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Bremsgeber
- 2
- Gehäuse
- 3
- Druckanschluss
- 4
- Hebel
- 5
- Druckstange
- 6
- Deckel
- 7
- Entlüftungsschraube
- 8
- Hebelachse
- 9
- Druckstangenachse
- 10
- Kolben
- 11
- Rückstellfeder
- 12
- One-Seal-Dichtung
- 13
- Hülse
- 14
- Sicherungsring
- 15
- Reed-Schalter
- 16
- Magnet
- 17
- Befestigungsschraube
- 18
- Formdichtung
- 19
- O-Ring
- 20
- Halbschale
- 21
- Druckraums
- 22
- Hydraulikfluid
- 23
- Hydraulik-Reservoir
- 24
- Entlüftungskanäle
- 25
- Mantelfläche
- 26
- Aufnahme
- 27
- Verdrehsicherung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013012208 A1 [0004]
- US 20130228405 A1 [0006]
- US 20100236350 A1 [0007]
