DE19617342A1

DE19617342A1 - Bremssystem für Fahrräder welches aus zwei separaten Vorrichtungen besteht und selbstverstärkend wirkt

Info

Publication number: DE19617342A1
Application number: DE1996117342
Authority: DE
Inventors: Norbert Noetzold
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-04-30
Filing date: 1996-04-30
Publication date: 1997-11-06

Description

Die Erfindung betrifft eine schwingungs.- und wartungsfrei arbeit ende, leicht zu montierende zweiteilige Bremsanlage welche die Wirkkraft und die Bremsgegenkraft in je eine selbständige Funktionseinheit aufteilt. Eine Felgenbremse soll im Bedarfsfall die Bewegungsenergie derart verzögern, daß mit der Handhabung auch in extremen Einsatzbereichen z. B. bei Regen und Nässe das Fahrrad stets optimale Sicherheit bietet.

An den zur Zeit existierenden Systemen wird die Handkraft über Seilzug auf eine um 90° zur Bremswirkrichtung versetzte Achse aufschwenkbare Bremshebel mit Bremsklötze gegen die Felge gedrückt. Diese sogenannte Felgenbremse findet in abgewandelter Form in Touren.- und Extrem-Sporträdern Verwendung. Am größtmög lichen Raddurchmesser wird die Bewegungsenergie verzögert. Die Reibwärme kann auf der langen Reibfläche an die Umgebung gut abgegeben werden. Es werden keine zusätzlichen Bauelemente für die Reibfläche der Bremsbacken (z. B. Scheibe) benötigt, weswegen sich dieses System allgemein durchgesetzt hat. Die Nachteile der Anordnung dieser Systeme.

Die Befestigungsart der Felgenbremsen hat große Nachteile, weil die Bremsgegenkraft nicht linear sondern 90° versetzt zur Rad achse abgefangen wird. Große Knick.- und Verdrehkräfte entstehen und erzeugen Schwingungen im Ramen.- und in der Bremshebelkon struktion. Die Folge ist die wechselnde Auflagegeometrie der Bremsklötze, was Geräusche verursacht. Außer diesen Schwing ungen, addiert sich noch die Andruckkraft der Bremsbacken, welche sich am Rahmenholmen abstützen. Damit wird der Gabel.- oder Rahmenholmen auszubiegen versucht. Das erzeugt ebenfalls Schwing ungen, welche die Bremswirkung beeinflussen und die Stabilität des Rahmens in kritische Phasen bis zum Bruch versetzen kann. Stark verlängerte Bremsklötze gegen Verkantung, können dieses Problem nur zeitweise mindern. Die vorhandenen Brems-Systeme werden mit linear arbeitende Bremshebel (Nehmer) und Handhebel als (Geber) über Bowdenzüge verbunden. Eine Kraftverstärkung ist nur über eine Wegvergrößerung d. h. Hebelverlängerung möglich welche durch den Freiraum Hebelarm-Griff sowie die kleinen Finger begrenzt ist. An bergfahrtauglichen Rädern ist bei Geländetal fahrt die "Lenkstange" intensiv festzuhalten, aber gleichzeitig die Bremshebel kraftvoll zu ziehen. Dort haben bestehende Systeme ihre Grenzen erreicht. Die Hände sind unterschiedlich kräftig und geformt, aber die Bremshebel haben Standardformat. Außerdem wird der Bremshebelweg von den Fingern eingeschränkt, welche den "Lenker" halten müssen. Das Widersinnigste ist die Tatsache, daß der Handhebel dort am weitesten vom Lenkergriff entfernt ist, wo die Finger am kürzesten sind.

Der Erfindung liegt die Aufgaben zugrunde die Bremsmitnahmekräfte auf ein Bruchteil zu reduzieren und die Wirkkraft nicht am Rahmen abzustützen, sondern mittels einer Zange (10- Fig. 2) gegenseitig aufzuheben, was eine Reduzierung der Rahmenrohrstärken zuläßt. Die Erstmontage und der justieraufwand in der Fabrik wird enorm reduziert, sowie die Wartung beim Benutzer vereinfacht und verbilligt, die Umwelt wird gering belastet, indem die Brems klötze aus monolitischen Werkstoff bestehen (Gummimischung) und zu 80% verbraucht werden. Die Schwingungen und die Aufbiege kräfte am Rahmen werden beseitigt und gleichzeitig die Brems wirkung mit sehr geringen Wegen und damit sehr kleinen Hand bremshebeln auch im Naßbremsverhalten deutlich effektiver gemacht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale in den Ansprüchen 1; 11; 12; 17; 20 sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen in den Ansprüchen 2-10; 13-16; 18-19 und 21. gelöst, indem gemäß Fig. 2 die Andruckzange (10) über die Bremsmittelträger (D; E; F) gesteckt und am Rahmen arretiert werden kann. Die Bremsmitnahmekraft wirkt in Dreh richtung des Rades, während die Andruckkraft 90° zu dieser wirken muß. Diesen mechanisch-physikalischen Gegebenheiten wird durch die zweiteilige Anlage entsprochen. In der Andruckzange (10) werden die Wirkkräfte vom Handhebel über den Seilzug und Gegenhalter (14) auf den Kraftkoppler (12.1) übertragen, welcher das Verbindungsglied (12) mit dem auswechselbaren Kurvensegment (13) bewegt und gegen die Tastrollen (11.3) der Hebelarme (11.1) führt, was diese der Kurvenform folgen läßt. Das Hebellager (11.2) kehrt die Bewegung um, damit die Andruckarme (11.1) aufein anderzudrücken, was die Wirkkraft gegeneinander aufhebt. Das Kurvensegment (13) ermöglicht eine anwendungsgerechte Bewegung der Bremsmittelträger (D; E; F).

Durch Auswechseln dieses Kurvensegmentes (13) können völlig andere Bremscharakteristiken erzielt werden.

Wirkungsweise: Die Bremsmittel (3) werden mit kleinem Hand hebelweg und kleiner Kraft schnell an die Felge geführt, um dann mit großem Weg und großer Kraft eine gute Wirkkraft erzeugen zu können. Diese zangenartigen Andruckarme (11.1) werden über die Bremsmittelträge (D- Fig. 1; E- Fig. 2a; F- Fig. 3a) gesteckt. Der Rahmenholmen (B) trägt den Aufnahmesockel (1.3) an welchen der Hebel (1.1) materialeinstückig mit dem Bremssegment (D) verbunden, schwenkbar lagert. Das Bremssegment (D; E; F) ist mit mindestens einen, hier dargestellt mit zwei, zur Felgenflanke gerichteten Durchbrüchen ausgerüstet, welche den gleichen Quer schnitt wie das Bremsmaterial (3) (zum Beispiel: Gummi; Elasto mer) haben. Die Stirnseite des Bremsmaterials wird durch den an der gegenüberliegenden Stirnseite anliegenden Gewindestift (4) direkt oder über ein Andruckstück, gegen die Felgenflanke (A), gepreßt. Damit das Bremsmaterial nicht herausrutschen kann, ist der Andruck-Gewindestift (4) mit einen Aufnahmezapfen (4.1) mit verdickten Kopf versehen, welcher in die Sackbohrung des Bremsmaterials eingreift. Eine leichte Schrägstellung der Führung (3; 23) gegen die Laufrichtung des Rades, ermöglicht zusätzlich ein Anpressen des Bremsmaterials (3) in die Führung. Dargestellt sind die Bremssegmente (D; E; F) mit zwei hinterein ander angeordneten Führungen (3) für das einschiebbare Brems material. Der erste quadratisch geformte Bremsbelag (3) ist um 90° axial verdreht in die kanalförmige Ausnehmung (Bremsbelag- Führungen) (3) eingebracht, um bugartig gegen die Felgenflanke (A) zu drücken, was bei nasser Witterung den Wasserfilm abstreifen soll. Diese Duoanordnung der Bremsbeläge (3) stabilisiert auch die wechselnde Andruckgeometrie der schwenkenden Bremssegmente. Mit den Nachstell-Gewindestiften (4) kann das Bremsmaterial individuell und schnell gegen die Felgenflanke geführt werden, ohne das dadurch die Flächenauflage des Bremsmittels verändert wird, das ist wesentlich neu. Mit der deutlich verringerten Auflagefläche des Bremsmaterials, indem diese stirnseitig gegen die Felgen reiben, ist ein sehr gutes Naßbremsverhalten die Folge. Auch Schmutz und Felgenmaterial-Einschlüsse können wegen der kurzen Auflagefläche nicht festbrennen, weil dieses/r schnell wieder ausgeworfen wird. Der Bremsmaterial-Abrieb ist etwas größer, was eine ständige Erneuerung der Wirkfläche hervorruft.

Abrieb ist etwas größer, was eine ständige Erneuerung der Wirk fläche hervorruft. Ein gelegentliches Nachschleifen der Brems klötze braucht deswegen nicht zu erfolgen. Fig. 2; 2a zeigt Bremsklötze (4+5) welche an Zugstangen (6) befestigt sind und diese schwenkbare an Lagersockeln (E) hängen. Der Bremsmittel abrieb wird durch die Stellschraube (6.1) im Abstand kompensiert Die in Fig. 3; 3a gezeigte Variante gestattet es, die Bremsmittel träger (F) auch an vorhandene Cantileversockel anzubringen. Auf die bereits vorhandenen Sockelzapfen (20.1) können Trägerarme (20) mit Führungen (23) für die Bremsmittel (22.1) angebracht werden. Die Bremsmittelführungen (23) zeigen in einer Ebene zu den gegenüberliegenden Führungen (23). Da es verschieden geformte Felgenflanken gibt, wird die plane Anlage des Brems mittels und die felgennahe Führung durch eine anbringbare form identische Profilplatte (21) erreicht. Die Platte weist deck ungsgleich die Durchbrüche (22.1) wie der Bremsmittelträger (F) auf, welcher von dem Bremsmaterial (3) durchführt wird. Durch Anlegen der Andruckzange (10) werden die Bremsmittel gegen die Felge gedrückt. Hier wird nur die Bremsmitnahmekraft über den Bremsmittelträger (F) und seine Befestigungsteile (23; 20;) gegen den Rahmen über die Cantilever-Sockel (20.1) gehalten. Dieses Duo-System hat den großen Vorteil, daß es rein mechanisch arbeitet, um eine große Effektivität zu erreichen. Außerdem ist keine Justierung nötig, die Wartung minimal und der Radausbau ohne Demontage von Bremsenteilen spielend leicht. Ein weiteres System wird in Fig. 4 gezeigt, in welchen eine Zusatzvorricht ung, die Zugseilführung an Cantilever-Systemen so gestalten soll, daß die Wirkkraft auch optimal wirksam an die Cantilever hebel anlegbar ist. Die zwei Bremsbacken (33) beschreiben einen Radius um die Lagerstelle (33.1), aber die Wirkkraft erfolgt linear von Hebelarm zu Hebelarm (33) über das Rad und den Reifen (A), und damit wird eine optimale Kraftübertragung der Handkraft ermöglicht. Diese Zuggeometrie wird über die Umlenkrollen (31) erreicht. Das Zugseil (32.1) an dessen Ende über eine Gabel die Zugrolle (31.1) befestigt ist, zieht das Verbindungsseil (33.2) um die zweiten Umlenkrollen (31.2) damit genügend Freiraum über die Radbereifung besteht. Während das Seil (32.1) mittels der Zugrolle (31.1) den Querzug (33.2) bauchig durchzieht, stützt sich die Zugseilhülle (32) gegen die Montageplatte (30.1) ab und verstärkt somit die Wirkkraft.

Bezugszeichenliste

Fig. 1; 1a
A Felge
B Rahmenholmen
D Bremsmittelträger
1.1 Bremshebel
1.2 Lagerauge
1.3 Stützsegment
1.4 Kontaktstelle der Andruckzange
3 Durchbruch für Bremsmaterial (z. B. Gummi)
4 Andruck-Gewindestift
5 Profilplatte
5.1 Aufnahmezapfen
5.2 Befestigungsschraube
Fig. 2; 2a Andruckzange
A Felge
B Gabelholm
10 Zange
10.1 Gehäuseschalen
11 Hebelarm
11.2 Hebellager
11.3 Andruckrolle je Hebel
12 Verbindungsglied
12.1 Kraftkoppler
12.2 Zugseil
13 Kurvensegment
13.1 Arretierzapfen
14 Seilzuggegenhalter
4 Bremsmittelträger
5 Profilplatte
6.1 Kopfschraube zur Abriebnachstellung
Fig. 3; 3a
A Felge
B Rahmenholmen
F Bremsmittelträger und gesamt
11.1 Zangenarme
20 Bremsmittelträger
20.1 Lagerzapfen für Cantileverhebel
20.2 Cantileversockel
21 Profilplatte
22.1 Durchbrüche (Bremsmaterialführung)
23 Bremsmittelführung
3 Bremsmaterial
4 Andruckgewindestifte
4.1 Führungszapfen
Fig. 4:
A Felge
30 Formplatte
30.1 Formplatte (Deckel)
31 Umlenkrollen
31.1 Zugrad mit Halter
31.2 obere Umlenkrollen
32 Seilzughülle mit Gegenhalter
32.1 Zugseil
33 Cantilerverhebel
33.1 Lagerzapfen
33.2 Querzug
33.3 Bremsgummis

Claims

1. Rad-Bremssystem, welches geeignet ist die Bewegungsenergie mittels Reibung an den axial drehenden Felgenflanken zu eli minieren, dadurch gekennzeichnet, daß das Brems-System aus zwei voneinander unabhängigen Funktionsein heiten besteht, nämlich aus den Bremsmittelträgern (D- Fig. 1; E- Fig. 2a; F- Fig. 3a), welche die Bremsgegenkräfte in Drehrichtung aufnehmen und einer anlegbaren Zange (10- Fig. 2), welche mittels Handkraft und Kraftübertragungsmittel die Wirkkraft (Andruck kraft) auf die Bremsmittelträger (D; E; F) aufbringt.

2. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (10) eine kraftverstärkende Mechanik beinhaltet, mittels welcher die übertragene manuelle Kraft auf die Andruckarme (11.1 Fig. 2) verstärkt wird und diese Kraft nicht am Rahmen (1) des Fahrzeuges abgestützt, sondern diese in der Zange (10) gegeneinander aufhob en wird.

3. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (10- Fig. 2) an den hufeisenförmigen Enden je einen zweiarmigen Hebel (11) schwenkbar lagert und das Hebelende (11.3) im Gehäuse (10) sich gegen ein betätigbares Kurvensegment (13) abstützt.

4. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zange (10) aus 2 Schalen (10.1) besteht, welche das Verbindungsglied (12) zum Kurvensegment (13) und die Hebelarme (11) kapselt.

5. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß an das Zangen gehäuse (10.1) verschiedene Kraftkoppler (10.3) anbringbar sind, welche mechanisch oder hydraulisch arbeiten.

6. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die manuell erzeugte Kraft am Handhebel mittels Hydraulikflüssigkeit über ein Geber-Nehmer-System (12.3-12.5) auf die Zugstange/ Kurvensegment (12/13) übertragen wird.

7. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Handkraft über Seilzug auf die Zugstange/Kurvensegment (12/13) übertragen wird.

8. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1-5 + 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanik der Andruck-Zange (10- Fig. 2) aus einem seilzugabstützenden Formteil (14) besteht, welches das Zugseil (12.2) frei beweglich hindurchführt und dieses an der Zugstange (12/12.1) befestigbar ist, welche im Zangengehäuse (10/10.1) geführt wird.

9. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Kurvensegment (13) an der Zugstange (12) befestigt ist und das Zangengehäuse (10) aus Metall oder Kunststoff hergestellt ist.

10. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß dieses Kurven segment (13) auswechselbar ist.

11. Rad-Bremssystem, welches geeignet ist die Bewegungsenergie mittels Reibung zwischen geeigneten Reibmaterial und dem be wegten Gegenstand (Felge A) und ihrer Anbauteile zu eliminieren kennzeichnet sich dadurch, daß die Bremsklötze (4; 5; 6.1- Fig. 2a) an achsbeweglichen nicht federnden Zuggliedern (6- Fig. 2a)) befestigt sind und diese an Sockeln welche am Rahmen angebracht sind, schwenkbar lagern.

12. Rad-Bremssystem, welches geeignet ist die Bewegungsenergie mittels Reibung an den axial drehenden Felgenflanken zu eliminieren dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsmittelträger (D- Fig. 1) mindestens einen kanalförmigen Durchbruch (3) eines bestimmten Querschnitts aufweist, welcher in einem bestimmten Winkel gegen/zur Drehrichtung der Bremsfläche angeordnet ist, in welchen Reibmaterial (3.1) gegen die Bremsfläche geführt werden kann.

13. Rad-Bremssystem nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsmittelträger (1- Fig. 1) einstückig in einen Lagerarm (1.1) endet, welcher schwenkbar am Rahmen lagert und aus Metall oder Kunststoff oder beides gefertigt ist.

14. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1+12-13, dadurch gekennzeichnet, daß das Reibmaterial (3) mit gleichen Querschnitt wie der Kanal (3) des Bremsmittel träger (D) in diesem schiebbar ist und gegen die Bremsfläche (A) geführt wird und die Abriebnachstellung mittels Gewindestift (4) in welchen ein Drehschlüssel einsteckbar ist, erfolgt.

15. Rad-Bremssystem nach Anspruch 1+12-14, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zwischen platte (5) an der Bremsfläche (A) zugewanden Seite des Brems mittelträgers (1) befestigt und abgeschrägt ist, um einen parallelen Spalt zum jeweiligen Bremsflächenprofil (Felgenflanke A) zu ermöglichen und mindestens einen kanalförmigen Durchbruch des gleichen Querschnittes wie des Reibmaterials (3.1) (z. B. Gummi) hat.

16. Rad-Bremssystem, nach Anspruch 1+12-15, gekennzeichnet dadurch, daß dieser Brems träger am Lagerarm (1.1- Fig. 1) entgegen der Radlaufrichtung vor den Gabel/ Rahmenholmen (B) achsbeweglich am Sockel gelagert ist und von der Andruckzange (10) an die Bremsfläche der Felge (A) gedrückt wird.

17. Rad-Bremssystem, welches geeignet ist die Bewegungsenergie mittels Reibung zwischen geeigneten Reibmaterial (z. B. Gummi) und den bewegten Gegenstand (Felge A) und ihrer Anbauteile (Rad) zu eliminieren gekennzeichnet dadurch, daß an die vorhandenen Cantileversockel (20.2) schwenkbar oder fest, Bremsmittelträger (20- Fig. 3a)) mit in einer Führung (23) linear beweglichen Bremsmittel (3) anbringbar sind, welche ebenfalls über die kraftverstärkende Zange (10) gegen die Felge (A) angepreßt werden.

18. Rad-Bremssystem, nach Ansprüchen 1+17, gekennzeichnet dadurch, daß der Brems mittelträger (F- Fig. 3a) aus einem Segmentblock (20) besteht, in welchen mindestens eine zur Felgenflanke gerichteter Durchbruch (22.1) eingebracht ist, welcher dem Querschnitt des Bremsgummis (22.2) oder dergleichen entspricht.

19. Rad-Bremssystem, nach Ansprüchen 1+17, 18, gekennzeichnet dadurch, daß der Brems mittelträger (F) eine auswechselbare Profilplatte (21) aufweist, welche deckungsgleich die Durchbrüche (22.1 wie das Segment (F) hat und dem jeweiligen Felgenprofil anpaßbar ist.

20. Rad-Bremssystem, welches geeignet ist die Bewegungsenergie mittels Reibung zwischen geeigneten Reibmaterial und den bewegten Gegenstand (Felge A) und ihrer Anbauteile (Rad) zu eliminieren gekennzeichnet dadurch, daß die Seilzüge vorhandener Cantileverbremshebel (33- Fig. 4) über Rollen (31) gelenkt werden, um damit die Zuggeometrie so zu verändern, daß die Krafteinwirkung am Hebel (33) möglichst linear zur Wirk richtung erreicht wird.

21. Rad-Bremssystem, nach Anspruch 20, dadurch, gekennzeichnet daß die Umlenkrollen (31; 31.1) auf einer Formplatte (30; 30.1) gelagert sind, welche im oberen Bereich eine Gegenhaltung für die Seilzughülle (32) hat und das Ende des Zugseiles mit der Zugradhalterung (31.1) befestigbar ist.