DE19634432A1 - Steuerungsvorrichtung für eine Fahrradbremse, die eine Vorrichtung zum Begrenzen der Bremskraft aufweist - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Steuern von Fahrradbremsen von denen die bekannten Typen ein bewegliches Bauteil aufweisen, das nachgiebig durch Federein­ richtungen in Richtung zu einer Ruhestellung vorgespannt ist, ein flexibles Kabel aufweisen, das mit dem beweglichen Bauteil verbunden ist zum Bewegen des beweglichen Bauteiles von seiner Ruhestellung in eine Betriebsstellung, und eine flexible Ka­ belhülle aufweisen, die mit einem Stützbauteil verbunden ist.

Bei Vorrichtungen des oben angegebenen Typs besteht das Risi­ ko, daß eine plötzliche und zu starke Betätigung der Bremse durch den Fahrradfahrer ein Blockieren des Rades hervorruft, mit dem Ergebnis des Verlustes der Kontrolle über das Fahrrad durch den Fahrradfahrer.

Um diesen Nachteil zu überwinden, stellt die vorliegende Er­ findung eine Steuerungsvorrichtung des oben angegebenen Typs bereit, die dadurch gekennzeichnet ist, daß in der Verbindung zwischen der Hülle und dem Stützbauteil, oder in der Verbin­ dung zwischen dem flexiblen Kabel und dem beweglichen Bauteil eine Vorrichtung zwischengeordnet ist zum Begrenzen der über­ tragenen Kraft, die Federeinrichtungen aufweist, die oberhalb einer vorherbestimmten Last deformiert werden.

Aufgrund dieses Merkmales wird, wenn die Kraft, die durch den Fahrradfahrer auf das flexible Kabel aufgebracht wird, eine Spannung verursacht, und eine resultierende Reaktionskraft auf die Hülle größer als ein vorherbestimmter Wert ist, die Kraft teilweise auf die Bremse übertragen, da ein Teil von ihr durch die Federeinrichtungen absorbiert wird. Wenn jedoch die über­ tragene Kraft geringer ist als die Last der Federeinrichtung, gibt die letztere nicht nach, so daß die gesamte Kraft, die durch den Fahrradfahrer aufgebracht wird, in Bremskraft umge­ wandelt wird.

Für den Zweck der vorliegenden Erfindung ist es wichtig, daß festgestellt wird, daß die Kraftbegrenzungsvorrichtung an jedem Punkt der kinematischen Kette zwischengeordnet werden kann, die den konventionellen Bremssteuerungshebel, der an der Fahrradlenkstange angeordnet ist, mit den Bremsbacken verbin­ det. Von diesem Standpunkt aus kann das bewegliche Bauteil und das Stützteil, die in der oben angegebenen Definition der Er­ findung genannt wurden, z. B. aus den beiden Bremsbacken beste­ hen, die jeweils mit einem Ende des flexiblen Kabels und einem Ende der dazugehörigen Hülle verbunden sind. Alternativ kann das bewegliche Bauteil und das Stützbauteil jeweils aus dem Bremssteuerungshebel, der an der Lenkstange vorgesehen ist, und dem Stützkörper, an welchem dieser Hebel angebracht ist, gebildet werden, wobei der Hebel und der Stützkörper jeweils mit dem flexiblen Kabel und der Hülle verbunden sind. Oder alternativ kann die Kraftbegrenzungsvorrichtung an einem Zwi­ schenpunkt der Übertragung angeordnet sein, die den Brems­ steuerungshebel mit den Bremsbacken verbindet.

Gemäß einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist die Bremsbegrenzungsvorrichtung mit Einrichtungen versehen, um die Vorrichtung betriebsunfähig zu machen. Aufgrund dieser Ein­ richtungen ist es daher möglich den Einfluß der Erfindung aus­ zuschließen, um sicherzustellen, daß die volle Kraft, die durch den Fahrradfahrer auf den Bremshebel aufgebracht wird, auf die Bremse übertragen wird.

In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Federein­ richtungen aus einer Schraubenfeder, die innerhalb eines zylindrischen Körpers aufgenommen ist und zwischen einer unteren Wand des zylindrischen Körpers und einem Kolben ange­ ordnet ist, der gleitend innerhalb des zylindrischen Körpers angebracht ist, wobei der zylindrische Körper und der Kolben jeweils mit dem Stützbauteil und der Hülle verbunden sind.

Aufgrund dieses Merkmales, sobald die Reaktionskraft auf die Hülle aufgrund der Spannung des flexiblen Kabels einen vorher­ bestimmten Wert überschreitet, gleitet der Kolben innerhalb des zylindrischen Körpers, wodurch die Schraubenfeder zusam­ mengedrückt wird, so daß nur ein Teil der Kraft, die durch den Fahrradfahrer aufgebracht wird, auf die Bremse übertragen wird.

Vorzugsweise hat der Kolben einen radialen Zapfen, der glei­ tend in einem längsverlaufenden Führungsschlitz angebracht ist, der einen Teil eines L-förmigen Schlitzes bildet, dessen anderer Abschnitt in Umfangsrichtung bezüglich der Achse des zylindrischen Körpers ausgerichtet ist. Der Kolben ist drehbar um seine Achse angebracht, so daß der radiale Zapfen mit dem Umfangsabschnitt des L-förmigen Schlitzes in Eingriff gebracht werden kann, in welchem Zustand der Kolben daran gehindert ist bezüglich dem zylindrischen Körper zu gleiten. Daher bilden in diesem Zustand der Kolben und der zylindrische Körper eine integrale Einheit, die fest die Enden der Hülle mit dem Stütz­ bauteil verbinden, so daß die gesamte Kraft, welche durch den Fahrradfahrer aufgebracht wird, immer auf die Bremse übertra­ gen wird.

Es ist daher möglich, mit einfachen Mitteln eine Vorrichtung zum Begrenzen der Bremskraft zu erhalten, die jedoch inakti­ viert werden kann, um es der Bremse zu ermöglichen, in einer konventionellen Weise betätigt zu werden, sofern dies er­ wünscht ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden offensicht­ lich durch die nachfolgende Beschreibung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung, die jedoch nur als nicht beschränkendes Beispiel verstanden werden soll, in welcher:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Bremse der konventionellen Bauart darstellt,

Fig. 2 eine Ansicht der Bremse aus Fig. 1, die entsprechend der Erfindung modifiziert wurde darstellt,

Fig. 3 eine Ansicht eines Details aus Fig. 2 in einem anderen Betriebszustand darstellt,

Fig. 4 eine Ansicht einer Bremse des Cantilever-Typs dar­ stellt, die mit der Kraftbegrenzungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist,

Fig. 5 eine Ansicht einer weiteren Bremse darstellt, die mit der Vorrichtung gemäß der Erfindung versehen ist,

Fig. 6 die Anwendung der Kraftbegrenzungsvorrichtung gemäß der Erfindung auf einen Bremssteuerungshebel dar­ stellt, der an der Lenkstange eines Mountain-Bikes angebracht ist, und

Fig. 7 eine Anwendung der Kraftbegrenzungsvorrichtung gemäß der Erfindung an einem Zwischenbereich der Übertragung welche den Bremshebel mit der Bremse des Fahrrades verbindet darstellt.

Fig. 1 zeigt eine Bremse 1 gemäß einer konventionellen Aus­ führung, die zwei Bremsbacken 2, 3 aufweist, die hin- und her­ schwenkbar bei 4 auf einem Stift 5 angebracht sind, der an dem Fahrradrahmen befestigt ist. Die Backen 2, 3 enden mit Brems­ belägen 6, 7, die dafür vorgesehen sind, mit den Seitenober­ flächen des Randes 5 eines Fahrradrades 9 in Eingriff gebracht zu werden. Eine Feder 10 ist zwischen den zwei Backen 2, 3 an­ geordnet und hält sie in einer voneinander beabstandeten Stel­ lung, wenn sie nicht verwendet werden. Die zwei Backen 2, 3 erstrecken sich jeweils in zwei Arme 11, 12. Das freie Ende des Armes 12 wird in bekannter Weise bei 13 mit dem Ende eines flexiblen Steuerkabels verbunden, welches durch einen rohrför­ migen Führungskanal 14 geführt wird, der durch das freie Ende 15 des Armes 11 geführt ist. Am Ende 15 ist darüber hinaus eine Unterstützung 16 befestigt, an welcher das Ende einer Hülle, die zu dem flexiblen Kabel gehört, fest verbunden ist.

Gemäß der Erfindung, die in der in Fig. 2 dargestellten Aus­ führungsform dargestellt ist, ist das flexible Kabel (darge­ stellt in Fig. 2 und durch C angedeutet) wiederum mit dem Ende 13 verbunden, während das Ende der Hülle (welche in Fig. 2 dargestellt ist und durch G bezeichnet ist) am Arm 11 be­ festigt ist mit der Zwischenordnung einer Vorrichtung zum Be­ grenzen der übertragenen Kraft, die allgemein durch 16 be­ zeichnet wird. Die Vorrichtung 16 beinhaltet eine Schrauben­ feder 17, die innerhalb eines zylindrischen Körpers 18 aufge­ nommen ist und zwischen einer unteren Wand 19 des zylindri­ schen Körpers 18, der eine zentrale Öffnung für den Durchgang des Kabels C aufweist, und einem Kolben 20 angeordnet ist, der gleitend innerhalb des zylindrischen Körpers 18 angebracht ist. Der zylindrische Körper 18 ist fest mit dem Arm 11 ver­ bunden, wohingegen der Kolben 20 fest mit der Hülle G verbun­ den ist. Genauer gesagt hat in dem dargestellten Beispiel die untere Wand 19 des Körpers 18 einen axialen mit einem Gewinde versehenen Fortsatz 21, der durch Anschrauben am Arm 11 be­ festigt ist. Der Kolben 20 ist an einem Ende mit einer Schürze 20a versehen, die die Feder 17 umgibt und am anderen Ende mit einem rohrförmigen Fortsatz 20b versehen, der sich aus dem zylindrischen Körper 18 hinaus erstreckt und mit einem koni­ schen Körper 20c endet, der einen Sitz 20d zur Aufnahme des Endes der Hülle G aufweist. Ein Federring 22 begrenzt den Auf­ wärtshub (mit Bezug auf Fig. 2) des Kolbens 20 bezüglich des zylindrischen Körpers 18, wohingegen der Abwärtshub des Kol­ bens 20 begrenzt ist durch den Eingriff der Endkante der Schürze 20a gegen die untere Wand 19.

Mit Bezug auf Fig. 2, wenn die Reaktionskraft, die auf die Hülle G als Ergebnis der auf das Kabel C aufgebrachten Span­ nung aufgebracht wird, einen vorherbestimmten Wert überschrei­ tet, der der Last der Schraubenfeder 17 entspricht, bewirkt diese Reaktionskraft ein Zusammendrücken der Feder 17 und eine darauf resultierende Verschiebung des Kolbens 20 und des koni­ schen Körpers 20c, mit welchem die Hülle G verbunden ist. In diesem Zustand wird ein Teil der Kraft, welche durch den Fahr­ radfahrer auf das flexible Kabel aufgebracht wird, dadurch nicht auf die Bremse übertragen. Wenn jedoch die Kraft, welche durch den Fahrradfahrer aufgebracht wird, unterhalb des vor­ herbestimmten Wertes, der der Last der Feder entspricht, liegt, wird diese Feder nicht zusammengedrückt und die gesamte Kraft, welche durch den Fahrradfahrer aufgebracht wird, wird auf die Bremse übertragen.

Gemäß einem weiteren Merkmal ist der Kolben 20 mit einem ra­ dialen Zapfen 23 versehen, welcher in einen L-förmigen Schlitz 24 eingreift, der in die Wand des zylindrischen Körpers 18 eingeformt ist, und einen axialen Abschnitt 25 und einen Um­ fangsabschnitt 26 aufweist. Der Kolben 20 ist darüber hinaus drehbar innerhalb des zylindrischen Körpers 18 angebracht und kann durch manuelle Betätigung einer geriffelten Kante 27 des konischen Körpers 20c gedreht werden (siehe Fig. 3). Genauer gesagt, kann der Kolben 20 gedreht werden zwischen einer er­ sten Betriebsstellung, in welcher die Kraftbegrenzungsvorrich­ tung betriebsfähig ist, und einer zweiten Stellung, in welcher die Vorrichtung außer Betrieb gesetzt ist. Insbesondere befin­ det sich in der ersten Stellung der radiale Zapfen 23 in Ein­ griff mit dem axialen Abschnitt 25 des L-förmigen Schlitzes 24, so daß der Kolben frei in Längsrichtung gleiten kann mit Bezug auf den zylindrischen Körper 18, wenn die Schraubenfeder 17 nachgibt als Ergebnis des Aufbringens einer Kraft, die grö­ ßer ist als ein vorherbestimmter Wert. Jedoch, durch Drehen der geriffelten Kante 27, um den Zapfen 23 in Eingriff mit dem horizontalen Abschnitt 26 des L-förmigen Schlitzes 24 zu brin­ gen, wird der Kolben 20 daran gehindert, axial bezüglich des zylindrischen Körpers 18 zu gleiten. In diesem Zustand bilden daher der Kolben 20 und der zylindrische Körper 18 einen festen Körper, welcher die Hülle G mit dem Arm 11 der Bremse verbindet, so daß die Kraftbegrenzungsvorrichtung vollständig außer Betrieb gesetzt ist.

Zum Zweck der Definition der Erfindung, welche oben für den Fall des dargestellten Beispieles beschrieben wurde, besteht das bewegliche Bauteil, mit welchem das flexible Kabel C ver­ bunden ist, aus einem Arm 12, wohingegen das Stützbauteil, mit welchem die Hülle G verbunden ist, aus Arm 11 besteht. In diesem Fall ist daher die Kraftbegrenzungsvorrichtung 16 zwi­ schen der Verbindung zwischen Hülle G und dem Stützbauteil angeordnet.

Fig. 4, 5 zeigen die Anwendung der Vorrichtung auf zwei ver­ schiedene Arten von Bremsen. Die Bremse, welche in Fig. 4 dar­ gestellt ist, ist eine Bremse des sogenannten Cantilever-Typs, mit zwei Bremsbacken 2, 3, die Bremsbeläge 6, 7 tragen, welche schwenkbar bei 4a, 4b an den beiden Armen einer Gabel F ange­ bracht sind, und deren obere Enden durch ein Kabel C₁ verbun­ den sind, welche sich mit einem Rad R in Eingriff befindet, welches mit einem flexiblen Kabel C verbunden ist. Die Hülle G wird unterstützt durch Elemente 11a, die am Rahmen befestigt sind, mit der Zwischenanordnung der Kraftbegrenzungsvorrich­ tung 16, welche identisch ist zu der, die zuvor beschrieben wurde.

Fig. 5 zeigt einen anderen Typ einer Cantilever-Bremse, die ein Kabel aufweist, welches von einer Seite unter Spannung gesetzt wird.

Fig. 6 zeigt die Anwendung der Kraftbegrenzungsvorrichtung gemäß der Erfindung auf das andere Ende der Übertragung, wel­ che den Bremssteuerungshebel und die Bremse selbst verbindet. Genauer gesagt ist in diesem Fall die Kraftbegrenzungsvorrich­ tung 16 zwischen der Hülle G und der Unterstützung 30 angeord­ net, die an der Lenkstange 31 des Fahrrades befestigt ist, an welcher der Bremshebel 32 bei 33 angelenkt ist. Daher ist in diesem Fall das bewegliche Bauteil, mit welchem das flexible Kabel C verbunden ist, der Bremshebel 32 selbst, wohingegen das Stützbauteil, mit welchem die Hülle G verbunden ist, der Körper 30 ist, an welchem der Bremshebel 32 angelenkt ist, so daß die Kraftbegrenzungsvorrichtung 16 zwischen der Hülle G und dem Stützkörper 30 angeordnet ist.

Natürlich kann die Vorrichtung 16 ebenso an einer Zwischen­ stellung entlang der Übertragung angeordnet werden, die den Bremshebel 32 mit der Bremse selbst verbindet. Zum Beispiel zeigt Fig. 7 ein Fahrrad 34, dessen Bremse 35 durch einen Bremshebel 36 über eine flexible Kabelübertragung 37 gesteuert wird. Die Kraftbegrenzungsvorrichtung 38 ist an dem oberen horizontalen Rohr des Fahrradrahmens angeordnet, zwischen dem Rohr und einem Ende einer Hülle G, die dem flexiblen Kabel 37 zugeordnet ist.

In gleicher Weise, obwohl Fig. 6 einen Bremssteuerungshebel eines Mountain-Bikes darstellt, kann die Kraftbegrenzungsvor­ richtung ebenso in Verbindung mit dem Bremssteuerungshebel eines Rennrades verwendet werden.

Naturgemäß, obwohl das Prinzip der Erfindung das gleiche bleibt, können die Details der Konstruktion und der Ausfüh­ rungsform stark verändert werden bezüglich dessen was nur als Beispiel beschrieben wurde, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims (8)

1. Steuerungsvorrichtung für eine Fahrradbremse mit:

• - einem beweglichen Bauteil (12, 3, 32), das nachgiebig in Richtung zu einer Ruhestellung vorgespannt ist,
• - einem flexiblen Kabel (C), das mit dem beweglichen Bau­ teil verbunden ist, um das bewegliche Bauteil von seiner Ruhestellung in seine Betriebsstellung zu bewegen, und
• - einer Hülle (G) des flexiblen Kabels (C), die mit einem Stützbauteil (11, 2, 30) verbunden ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Verbindung zwischen der Hülle (G) und dem Stützbauteil oder in der Verbindung zwischen dem flexiblen Kabel (C) und dem beweglichen Bauteil eine Vorrichtung zum Begrenzen der Übertragungskraft (16) vorgesehen ist, die Federeinrichtungen (17) aufweist, die oberhalb einer vorherbestimmten Last verformt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kraftbegrenzungsvorrichtung (16) angeordnet ist zwi­ schen dem Stützbauteil (11, 2, 30) und einem Ende der Hülle (G), wobei die Federeinrichtungen in der Lage sind nachzu­ geben, wenn die auf die Hülle (G) wirkende Reaktionskraft aufgrund der auf das flexible Kabel (C) aufgebrachten Spannung einen vorherbestimmten Wert entsprechend der Last der Federeinrichtungen (17) übersteigt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbegrenzungsvorrichtung (16) mit Einrichtungen zum Außerbetriebsetzen der Vorrichtung (27, 23, 26) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtungen (17) aus einer Schraubenfeder be­ stehen, die innerhalb eines zylindrischen Körpers (18) aufgenommen ist und angeordnet ist zwischen einer unteren Wand (19) des zylindrischen Körpers (18) und einem Kolben (20), der gleitend innerhalb des zylindrischen Körpers angeordnet ist, wobei der zylindrische Körper (18) und der Kolben (20) jeweils mit dem Stützbauteil (11) und dem Kabel (G) verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (20) drehbar innerhalb des zylindrischen Kör­ pers angebracht ist und einen radialen Zapfen (23) auf­ weist, der innerhalb eines L-förmigen Schlitzes (24) ge­ führt ist, der in der Wand des zylindrischen Körpers (18) eingeformt ist und einen axialen Abschnitt (25) und einen Umfangsabschnitt (26) aufweist, wobei der Kolben (20) drehbar ist zwischen einer ersten Betriebsstellung, in welcher der radiale Zapfen (23) sich mit dem axialen Ab­ schnitt (25) des L-förmigen Schlitzes (24) in Eingriff befindet, und einer zweiten Ruhestellung befindet, in welcher der radiale Zapfen (25) in den Umfangsabschnitt (26) des L-förmigen Schlitzes (24) eingreift, so daß der Kolben (20) daran gehindert wird axial bezüglich des zylindrischen Körpers (18) zu gleiten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbegrenzungsvorrichtung (16) angeordnet ist zwi­ schen der Verbindung zwischen der Hülle (G) oder dem flexiblen Kabel (C) und der Fahrradbremse.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbegrenzungsvorrichtung (16) angeordnet ist zwi­ schen der Verbindung zwischen der Hülle (G) oder dem flexiblen Kabel (C) und der Bremsensteuerungseinheit, die an der Fahrradlenkstange vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftbegrenzungsvorrichtung (16) angeordnet ist an einem Zwischenpunkt der Übertragung, welche den Brems­ steuerungshebel, der an der Fahrradlenkstange vorgesehen ist, mit der Bremse verbindet.