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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Rollbremse für einen Einspurrollenschuh
(Inlineskate), welche ein besonders wirksames Bremssystem bei geringem
baulichen Aufwand beinhaltet. Einspurrollenschuhe sind Sportartikel.
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Ein
geeignetes Bremssystem zählt
zu den wichtigen Faktoren. Bekannt sind für diesen Anwendungsbereich
viele Entwicklungen, welche auch in mehreren Schutzrechten zu finden
sind. Die Bandbreite reicht von der Reibbremse gegen den Fahrbahnbelag
bis hin zu einem teleskopartigen Bremsstab oder gar einer handbetätigten Hydraulikbremsanlage.
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Verbreitete
Anwendung findet weiterhin die sogenannte Heel-Brake (Fersen-Bremse).
Dabei ist an einem der beiden Rollschuhe hinter der letzten Rolle
ein Elastomerklotz fest am Rahmen angebracht. Um den Bremsvorgang
einzuleiten muss der Fahrer den Fuß um die hintere Rolle nach
oben kippend schwenken, dass dabei die vorderen Rollen vom Boden
abheben und der Klotz den Boden berührt. Durch Verteilung der Belastung
auf die hintere Rolle sowie den Bremsklotz kann die Verzögerung variiert
werden. Die Verzögerung
kommt hierbei ausschließlich
durch die Reibung zwischen Klotz und Fahrbahn zustande. Der Vorgang
ist vergleichbar mit dem eines Radiergummis. Durch die meist rauhe Fahrbahnoberfläche treten
dabei hohe Verschleißerscheinungen
auf, durch den Verschleiß ist
Ersatz nötig,
der Abrieb hinterlässt
hässliche
Spuren auf der Fahrbahn und für
den Bremseingriff ist je nach Verschleißzustand eine angepasste Fußstellung
erforderlich.
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Um
Nachteile des an sich trivialen Reibklotz-Bremssystems zu beseitigen
oder wenigstens zu mindern, sind diverse Lösungsangebote bekannt.
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Das
ABT-System (Active Braking Technology) von Rollerblade macht sich
zur Verzögerung ähnlich der
Heel-Brake einen Bremsklotz hinter der Ferse zunutze. Der Bremsklotz
ist hierbei jedoch nicht starr mit der Rollenschiene verbunden sondern
gelenkig um die Radachse des hinteren Rades gelagert. Ferner ist
der Schuh des Skates 2-teilig ausgeführt. Dabei ist der Schaft im
Bereich des Sprunggelenks gelenkig zum Schuhunterteil gelagert.
Mittels einer in der Länge einstellbarer
Stange werden Schaft und Bremsklotz- Aufnahme verbunden. Dadurch
entsteht ein Hebelmechanismus (Viergelenkschwinge) der zur Kraftübertragung
dient. Zum Bremsen wird der Fuß nach
vorne geschoben, wobei alle Rollen am Boden bleiben. Dabei wird
der Bremsklotz bedingt durch das Schwenken des Schaftes gegenüber dem
Unterschuh auf den Boden gedrückt. Durch
das Hebelsystem ist es nicht mehr notwendig den Vorfuß anzuheben.
Dies wirkt sich positiv auf die Fahrstabiltät besonders bei Fahranfängern aus.
Außerdem
sollen bis zu 30 % bessere Bremswerte erzielt werden können.
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Eine
Verfeinerung des ABT- System stellt das ABT Lite dar, welches jedoch
grundsätzlich
auf dem gleichem Prinzip beruht.
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Die
PBS-Bremse (Power Braking System Oxygen) funktioniert ebenfalls
nach dem Heel-Brake-Prinzip, hat aber zusätzlich noch das letzte Rad durch
eine Feder beweglich gelagert. Dadurch wird die letzte Rolle, bei
Gewichtsverlagerung auf die Ferse, noch zusätzlich auf den Bremsklotz gepresst.
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Die
DBS – Ultra
Wheel Bremse funktioniert genau so wie das Heel-Brake System, nur
dass sie eine Rolle (Disc), anstatt eines Bremsklotzes, hat. Über eine
vorspannbare Feder kann die Bremskraft eingestellt werden, womit
die maximale Bremskraft auf den voreingestellten Wert begrenzt wird,
darunter jedoch Reibung und Reibverschleiß an der Rolle gegenüber der
Fahrbahn erfolgt.
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Unter
dem Namen Flamingo wird von Gokitech ein Bremssystem angeboten,
bei dem es sich laut patentrechtlicher Definition um einen "Einspurrollschuh
mit 2 Simultanbremsen" handelt.
Die Mechanik in Verbindung mit der Körperhaltung beim Bremsvorgang
ermöglichen
die Nutzung dieses Systems an beiden Schuhen. Dadurch können sehr
gute Verzögerungswerte
erzielt werden. Im Unterschied zu gewöhnlichen Rollenschienen auf
denen alle Laufrollen mittels Achsen starr fixiert sind und so stets
auf einer Ebene abrollen, sind hier die beiden hinteren Laufrollen
auf schwenkbaren Trägern
angebracht. Ferner befindet sich hinter den Laufrollen eine am Träger montierte
Bremsrolle.
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Um
den Bremsvorgang einzuleiten wird wie bei der Heel-Brake der Fuss
geschwenkt und die vorderen Rollen vom Boden abgehoben. Dabei berührt die
Bremsrolle den Boden woraufhin über
eine komplexe Kinematik die beiden vor der Bremsrolle befindlichen
Laufrollen aus ihrer Tragfunktion entriegelt werden und der Bremskontakt
der Bremsrolle verstärkt
greift. Um den Bremsvorgang zu beenden wird der Fuß vollständig vom
Boden abgehoben. Mittels Federkraft kann sich das System in den
Grundzustand zurück
stellen. Die Bremsrolle selbst ist auf einer Achse gelagert und
zwischen zwei Reibzylindern axial verspannt. Mittels einer Schraube
kann diese Spannung variiert und somit eine maximale Bremswirkung
justiert voreingestellt werden.
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Das
SmartWheels® Velocity
Control & Brake System
für Inline
Skates ist nach dem Prinzip einer Lamellenkupplung konzipiert (US
Patent 6, 102, 168 ; WO002000024483A1). In den hinteren, meist drei Laufrollen
befindet sich jeweils ein Scheibenbremsenmodul nach Art einer Lamellenkupplung.
Wird solch ein Laufrad von der Außenseite axial belastet, werden
die Lamellen zusammengepresst und somit das Rad abgebremst. Der
Fahrer löst
diesen Vorgang z.B. durch V-förmiges
Anstellen der Skates, wie es unter Skifahrern als Schneepflug bekannt
ist, aus.
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Das
PAS (Pressure Activated System) verwendet ein durch Federkraft in
Fahrhöhe
gehaltene hintere Laufrolle, welche bei Bremsbelastung gegen die
Federkraft ausweicht und in der Folge gegen eine metallene Fläche gedrückt die
Bremsreibung bewirkt.
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Der
Wunsch nach einem besonders geeigneten Bremssystem fand somit Niederschlag
in einer großen
Zahl an alternativen Lösungen,
was sich auch in der umfangreichen Schutzrechtsliteratur zeigt.
Offensichtlich konnten sie sich aber auch, sei es aus Kosten-, Aufwands-
und/oder Funktionsgründen nicht
am Markt etablieren. Die Mängel
in der Summe, wie auch einzelner Eigenschaften, bezüglich funktioneller
Nutzung, geringem Verschleiß,
Robustheit, der austauschbaren Anbringung, einer wirtschaftlichen Herstellung
sowie einer erkennbaren attraktiven Einfachheit des Wirkprinzips
sind die Erfolgshindernisse.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bremssystems für Einspurrollenschuhe
zu schaffen, welches im Falle der Anwendung durch Andruck gegen
den Fahrbahnbelag eine dosierte Bremswirkung auslöst, die
der Andruckkraft folgt, ähnlich
der „Heel-Brake", allerdings durch
ein rollendes Bremsrad unter Vermeidung der intensiven Verschleißwirkung
mit deren nachteiligen Folgen und bei angemessener Wirtschaftlichkeit
durch Einfachheit der Bauelemente und möglichst einem unkomplizierten Austausch
gegen eine Heel-Brake, ohne Änderung am übrigen Rollenschuh.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe dadurch gelöst,
dass ein auf der Fahrbahn rollendes Bremsrad 5 an der Stelle
des verbreiteten Bremsklotzes drehbeweglich eingesetzt wird. Die
Bremswirkung durch Gleitreibung erfolgt durch Kupplungselemente zwischen
dem Bremsrad 5 und beidseitig axial andrückenden
Bremskörpern 4.
Die axiale Bremskraft wird dadurch erzeugt, dass bei radialem Andruck
des Bremsrades 5 die Bremskörper 4 mitbewegt werden und
sich dabei am Bremsradträger 3 kinematisch
so abstützen,
dass die gewünscht
Kraftrichtung senkrecht zur initiierenden bewirkt wird.
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In
einer hier ausgewählten
bevorzugten Ausführungsform
wird beim Bremsen der Druck auf das Bremsrad 5 dieses nach
einem kurzen von einer Arretierung 12 definiert begrenzten
Leerweg, zum Überwinden
des Spieles, die in den seitlichen nach innen konischen Bremsflächen 6 eingefügten entgegengesetzt
konischen Bremskörper 4 formschlüssig mitbewegen.
Dabei laufen die Bremskörper 4 mit
ihren schrägen äußeren Gleitflächen 11 an
entsprechend geneigten Gleitflächen 10 des
Bremsradträgers 3 keilartig
auf mit dem Ergebnis einer Bewegung und Anpressung beidseitig auf
die konischen Bremsflächen 6 des
Bremsrades 5. Da die Bremskörper 4 durch lineare
Führungen 13 im
Bremsradträger 3 am Drehen
gehindert sind, das Bremsrad 5 aber auf der Fahrbahn rollend
rotiert, erfolgt die erwünschte Bremsreibung
beidseitig an den konischen Reibflächen 6, 7 zentriert
zwischen Bremsrad 5 und Bremskörpern 4. Für die Reibpaarung
bieten sich bekannte geeignete Materialien an, wie beispielsweise
Stahl gegen Bremsbelag 9, wie an Scheibenbremsen verwendet. Über den
Bremsradträger 3 ist
das Rollenbremssystem am Rollenrahmen 2 und am Schuh 1 starr
befestigt.
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Man
erreicht dadurch, dass die Bremskraft ausschließlich durch die Betätigungskraft
erzeugt wird, eine unmittelbare proportionale Rückkopplung zur Normalkraft
auf die Fahrbahnoberfläche
und damit auf das resultierende Reibmoment erfolgt. Durch gezielte
Auslegung der Geometrie sowie Kräfteverteilung,
unter Anwendung der bekannten Gesetzmäßigkeiten der Lehre der technischen
Mechanik, wird erreicht, dass bei Normalbedingungen kein Blockieren
des Bremsrades 5 auftritt.
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Da
der Reibverschleiß bei
geeigneter Wahl der Reibpartner sehr gering ist, bleibt zum Auslösen der
Bremswirkung die erforderliche eingeübte Fußbewegung unverändert.
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Neben
den funktionellen Vorteilen bei der Betätigung besticht die Einfachheit
der Lösung
und daraus in der Folge Robustheit und kostengünstige Herstellbarkeit. Tests
mit einem ersten Prototyp beweisen das Potential dieses Konzeptes.
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In
weiterer Ausbildung der Erfindung kann zur Minderung der Reibung
beim Schieben zwischen Bremskörper
und Bremsradträger
an Stelle der linearen schrägen
Gleitflächen
wie auch zur Drehverhinderung des Bremskörpers eine rollende Führung eingesetzt
werden, was durch Kugeln in zueinander korrespondierenden Nuten
vorteilhaft zu realisieren ist.
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Um
nach einem Bremsmanöver
die Rückstellung
zu unterstützen,
können
zwischen Bremsradträger
und Bremskörper
entgegen der primär
gerichteten Bewegungs- und Druckwirkung Federn angeordnet sein.
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Alternativ
zu dem Bremsreibkontakt mit konischem Reibeingriff lassen sich auch
andere aus der Technik bekannte Kupplungstypen wie Ein- und Mehrscheibenkupplungen
verwenden.
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Für die Übertragung
einer initiierenden Kraft oder Bewegung in eine dazu senkrechte
Kraft oder Bewegung lassen sich neben der in Anspruch 3 und 4 angewandten
Keilwirkung auch nach Anspruch 5 aus der Technik bekannte kinematische
Verfahren unter Anwendung kippender Klemmkörper oder Umlenkhebel einsetzen.
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Einige
unter anderem in Betracht gezogene Schutzrechte:
