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Aufgabe der Erfindung:
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf effiziente Art Bremsenergie aufzubauen, diese in elektrische Energie zu wandeln und einer vorteilhaften Nutzung durch beispielhafte Akku-Aufladung zuzuführen. Zusätzlich soll die verlorene Wärme während des Bremsvorganges wesentlich gemindert werden um vorteilhaft das Bremsverhalten zu verbessern.
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Die meisten Fahrradbremsen sind nicht für langes Bremsen geeignet, ununterbrochenes Bremsen mit hoher Bremskraft geeignet. Die durch Reibung in Wärme umgewandelte Bewegungsenergie oder potentielle Energie kann nur begrenzt an die Umgebung abgegeben werden, so dass die Bremsen sehr heiß werden können. Das kann je nach Art der Bremse zu unterschiedlichen Problemen führen.
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Besonders heiß werden Bremsen wenn sie über längere Zeit mit hoher Kraft und bei hoher Geschwindigkeit betätigt werden, wie es bei konstantem Gefälle notwendig sein kann.
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Hier erkennt der Fachmann und Laie, dass es die Aufgabe der Erfindung ist, ein Bremssystem zur Verfügung zu stellen, welches zusätzlich eine kontinuierliche parallele Bremskraft zur technisch bekannten Bremsleistung aufbaut. Diese zusätzliche Bremskraft wird erfindungsbedingt durch eine synchron stattfindende Rekuperierung durch den Drehwiderstand der Dynamos aufgebaut, welche durch ihren Drehantrieb elektrische Energie erzeugen.
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Weiterhin soll die Erfindung kompatibel mit allen technisch bekannten Bremsanlagen sein.
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Lösung der Aufgabe:
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Die Erfindungsaufgabe soll vorteilhaft gelöst werden, indem Fahrradbremsen aller technisch bekannten Bauarten mit dem Betätigen des Handbremshebels, bzw. dem Einleiten des Bremsvorganges einen elektrischen oder anderen technisch möglichen Kontakt zu einem oder mehreren Dynamos am Fahrrad herstellen, um diese zum Zwecke der Energiewandlung, bzw. elektrische Energie einzuschalten.
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Diese gewandelte elektrische Energie soll erfindungsgemäß zur Lösung der Aufgabe beispielhaft in Akkus gespeichert werden, welche sich gegen Beschädigungen geschützt im Lenker befinden.
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Zur Aufgabenlösung ist der Lenker mit elektrischen Steckvorrichtungen ausgestattet, um elektrische Verbraucher (Handy, etc.) mit Energie zu versorgen.
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Zusätzlich soll die Beleuchtungsanlage über die Akkus mit Energie versorgt werden.
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Weiterhin nutzt die Erfindungslösung den durch die Dynamos entstehenden Drehwiderstand als positive zusätzliche Bremsleistung.
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Beschreibung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft Fahrradbremsen aller technisch bekannten Bauarten, welche durch das Auslösen, bzw. Einleiten des Bremsvorganges einen elektrischen oder anderen beispielhaften mechanischen Kontakt zu einem oder mehreren Dynamos (Stromerzeuger), egal welcher technischen Bauart oder Anbringung am Fahrrad herstellen. Diese werden zum Zwecke der Stromerzeugung eingeschaltet, welche mit einer zusätzlichen Bremsleistung verbunden ist.
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Hierbei ist eine relativ große Energieleistung des Dynamos vorteilhaft, weil diese verbunden mit einem hohen Drehwiderstand viel Bewegungsenergie während des Bremsvorganges in elektrische Energie wandelt.
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Beispielhaft im Lenker befindliche Akku-Packs (5), welche durch ein Gewinde (6) werkzeuglos herausgeschraubt werden, speichern diese erzeugte elektrische Energie, um die Beleuchtungsanlage (10) oder andere Verbraucher (20) mit elektrischer Energie zu versorgen.
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Damit eine einfache elektrische Versorgung von Verbrauchern über den Lenker (5) ermöglicht wird, ist angedacht diesen mit Steckkontakten (20) auszustatten.
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Der Erfindungsgedanke schlägt beispielhaft eine Schaltungsbetätigung vor, welche sich im oder am Bremsgriff (7, 8) befindet.
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Wobei Bremsgriffe (7, 8) mechanischer als auch hydraulischer Art in der Erfindungsidee integriert sind.
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Unabhängig von allen technisch möglichen Anwendungen des beschriebenen Funktionsprinzips, gleich ob Scheiben- oder Felgenbremse, kann sich der Kontaktgeber oder Nehmer am jeweiligen Bremsträger oder Bremshebel (9), bzw. an anderer vorteilhafter Position befinden.
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Jede technisch mögliche Anbringung, bzw. Integrierung der Kontaktgebung, bzw. Zuschaltung des jeweiligen Dynamos (1, 4, 12), für die Dauer des Bremsvorganges ist im Erfindungsgedanken enthalten.
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In einer bevorzugten Felgenbremsausführung ist die Integration eines Dynamos (1, 4) im Bremshebel angedacht, um mit der Schließbewegung des Bremshebels (9) den Einschaltmodus des Dynamos (1, 4) parallel zu koordinieren. Das Antriebsrad (19) des jeweiligen Dynamos (1, 4) wird synchron mit dem am Bremshebel (9) integrierten Bremsbelag (13) an den Reifen gedrückt, um Reibungswiderstand aufzubauen.
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Der Drehwiderstand wird durch den Dynamo (1, 4) in elektrische Energie gewandelt und baut in gleichem Maße zusätzliche Bremsenergie auf.
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Beispielhaft wird die Befestigung einer LED-Lampe (10) am jeweiligen Bremshebel-Aufhängungspunkt (9) vorgeschlagen. Diese wird in die hohl ausgelegte Bremshebel-Befestigungsschraube (11) eingesteckt und mittels einer Klemmschraube arretiert. Dadurch ist eine Einstellung der LED-Lampe (10) durch Drehung über die aufgeführte halbkardanische Aufhängung durchführbar.
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Eine V-Bremse verfügt über jeweils zwei Bremshebel (9), d. h. die Vorder- und Hinterradbremse besitzen zusammen vier Bremshebel (9). Infolge dessen besteht die Möglichkeit vier Dynamos (1, 4) zu integrieren, um deren Drehwiderstand als zusätzliche Bremse zu nutzen.
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In einer vorteilhaften Ausführung wird vorgeschlagen, die technisch bekannten Anlenkzapfen (3) für Bremshebel (9, 22) koaxial zu verlängern. Dies bedeutet, dass bei einer Fahrradgabel (3) am vorderen Teil in Fahrtrichtung die Felgenbremsanlage (9, 22) montiert ist, während an den koaxial verlängerten Befestigungszapfen (3) eine der vorgeschlagenen Felgenbremse ähnliche Ausführung positioniert ist. Diese besitzt jedoch keine Bremsschuhe, dafür ist an jedem schwenkbaren Hebel (1) jeweils ein Dynamo (1, 4) integriert.
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Der Erfindungsgedanke schließt eine wechselseitige Anbringung der aufgeführten Brems-, bzw. Dynamokomponenten in dieser Anwendung sowohl in mechanischer als auch in hydraulischer Auslegung ein.
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Bei einer mechanischen Anwendung teilt sich der mit dem Bremsgriff (7) verbundene Bowdenzug (15, 18) an seinem Ende in zwei Züge (16, 17). Das eine Ende wird zum Betätigen der Felgenbremse (16) nach technisch bekannter Art verwendet. Das zweite Ende des Bowdenzuges (17) betätigt synchron wie technisch bekannt die Bewegungshebel (1) mit ihren integrierten Dynamos (1, 4). Damit ein flexibles Andrücken des jeweiligen Dynamos (1, 4) ermöglicht wird, ist das Bowdenzugende (17) mit einer Feder-, bzw. Elastomer-Integrierung (21) ausgestattet.
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Vorteilhaft kann die Aufhängung des jeweiligen Dynamos (1, 4) flexibel kippbar gegenüber dem Bremshebel ausgelegt werden, damit der erforderliche Anpressdruck des Antriebrades (19) am Reifen über eine Feder-Arretierschraube (4) variabel gestaltet werden kann.
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Eine konstruktive Ausführung zeigt den Dynamo (4) schwenkbar auf einen Zapfen am Rahmen oder Gabel (3, 3a) gesteckt. Hier wird das zweite Bowdenzugende (17) über eine Führung am Rahmen oder Gabel durch eine Feder zum Dynamo (4) geführt.
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Der Dynamo (4) wird durch den Druck der Feder vom Reifen flexibel auf Distanz gedrückt. Mit der Betätigung des Bremshebels (7) am Lenker (5), wird der Bowdenzug (18) gezogen und zieht gegen den Druck der Feder den Dynamo (4) an den Reifen. Synchron wird ein Schließen der Bremse mit den Bremsbelägen (13) durch das zweite Bowdenzugende (16) durchgeführt.
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Damit ist eine synchrone Betätigung der Bremse mit den Dynamos (1, 4) gewährleistet. Diese beschriebene Ausführung ist für Vorder- und Hinteradbremsen anwendbar.
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In einer weiteren Ausführung wird vorgeschlagen, den Dynamoeinsatz unmittelbar vor dem Einsatz der eigentlichen Bremsanlage zu schalten.
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Dadurch ist es möglich, eine Art Doppelbremse zu bilden. Dies bedeutet, dass bei einer langen Bergabfahrt oder leichter Bremsverzögerung ausschließlich mit den Dynamos (1, 4, 12) gebremst wird.
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Um eine schnelle Stopp-Wirkung herbeizuführen wird die reguläre Bremsanlage beispielhaft durch ein verstärktes Ziehen des Handbremshebels involviert.
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Der weitere Erfindungsgedanke beinhaltet alle technisch mögliche Fahrrad-Bremsausführungen, die eine hybride Bremsanlage bilden, welche durch Energie-Rekuperierung eine zusätzliche Bremsleistung schafft.
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Es ist von Vorteil, diese Dynamos relativ stark in ihrer Leistung auszulegen, damit sich der parallel zur Leistung steigende Drehwiderstand der Dynamos als eine wirksame Zusatzbremse integriert. Diese Bremsleistung hat zusätzlich den positiven Vorteil einer hohen elektrischen Leistung, welche dem Akku-Pack (6) zugeführt wird.
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Durch den je nach Auslegung der Dynamos (1, 4, 12) wirkenden Drehwiderstand ermöglicht die zusätzliche Bremswirkung in der Anwendung eine geringere Bremskraft ohne jedoch die erforderliche Bremsleistung zu verringern.
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Je nach Fahrrad-Ausführung kann über einen eingebauten Nabendynamo (12) verfügt werden. Hier gilt es die beschriebenen Ausführungsformen der Kontaktschaltungen mit den jeweiligen Bremsanlagen zu koordinieren, um während des Bremsvorganges den Nabendynamo (12) mit seinem Drehwiderstand in die Bremsleistung zu integrieren.
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Es sind Kettenschaltungen am Hinterrad bekannt und verbreitet. Bei dieser Ausführung ist es möglich, zusätzlich zum Vorderrad auch das Hinterrad mit einem Nabendynamo (12) auszustatten. Mit dem zusätzlichen Dynamo ist weitere Bremsleistung durch Drehwiderstand mit positiver elektrischer Energiegewinnung verbunden.
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Die Beschreibung kann nur beispielhafte Darstellungen der Erfindungsidee aufführen.
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Damit der Erfindungsgedanke hinreichend geschützt ist, sind alle technisch mögliche Anwendungen enthalten, welche durch ihre mittel- oder unmittelbare Bremsbetätigung in gleichem Maße Bremsenergie in elektrische Energie wandeln, mit dem Zwecke diese Energiewandlung als zusätzliche Bremsleistung zu nutzen.
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Zeichnungen:
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Ein jeweiliges Ausführungsbeispiel der Erfindung wird auf den nachfolgenden beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Fig. 1
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Darstellung zeigt in dieser Aufzeichnung die Fahrradgabel (3), welche die koaxial verlängerten Befestigungspunkte (3) der Brems-, sowie der Dynamohebel (1, 22) integriert. Weiterhin ist in der seitlichen Gabelansicht (14) der Reifen, sowie die Felgenbremse (22) an der Gabelvorderseite sichtbar. An der Gabelrückseite ist der Dynamo mit Hebelarm (1) in der koaxialen Verlängerung der Felgenbremse (22) eingezeichnet. Die Verbindung zwischen Bremse (22) und Dynamo (1) wird über den Bowdenzug (15) mit einem Eingangs-, sowie zwei Ausgangszügen dargestellt.
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Fig. 2
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Darstellung zeigt eine Ausführung der Dynamos (1) schwenkbar mit Hebelarm ohne Bremsbeläge, welche der Betätigung durch den Bowdenzug (18) dienen. Der Bowdenzug (17) besitzt eine integrierte Zugfeder (21), damit ein elastisches Zusammenziehen der Hebel (1), verbunden mit einer flexiblen Anlegung der Dynamoantriebsräder (19) an den jeweiligen Reifen, gewährleistet ist. Das zweite Bowdenzugende (16) dient dem Anschluss an den Felgenbremsarmen (22), um eine synchrone Bedienung sicherzustellen.
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Fig. 3
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Darstellung zeigt die baugleiche Ausführung wie unter 2 mit dem Unterschied, dass hier die Bremshebel (1) mit integrierten Dynamos, sowie deren Antriebsrädern (19) durch einen hydraulischen Zylinder mit Kugelkopfarretierung (2) und Fluidzuleitung bedient werden.
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Fig. 4
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Darstellung zeigt den Dynamo (4) mit Gehäuse, welches über eine axial schwenkbare Schraubenaufhängung verfügt. Eine Federgegenarretierungsschraube (4) dient dem flexiblen Andrücken des Dynamoantriebrades (19) an die Reifenoberfläche.
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Fig. 5
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Darstellung zeigt den Dynamo (1) mit einer axial schwenkbaren Aufhängung an dem Dynamobefestigungszapfen, welcher sich am Hinterbaurohr (3a) befindet. Der Bowdenzug (17) wird durch die Federarretierung (4) in einen kleinen Hebelarm geführt, welcher über eine Klemmarretierung verfügt. Durch den Bowdenzug (17) wird ein Schwenken des Dynamogehäuses (4) gegen den Federdruck durchgeführt, um damit ein Anlegen des Dynamoantriebrades (19) am jeweiligen Fahrradreifen zu gewährleisten.
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Fig. 6
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Darstellung zeigt den Bowdenzug-Bremsgriff (7) mit einem integrierten Kontaktgeber für die Bowdenzug-Bedienung (15) der Bremse, sowie der involvierten Dynamos (1, 4, 12). Der Bremsgriff (7) ist auf einem Lenker (5) mit integriertem Akku-Pack (6), sowie einer Steckdosenmöglichkeit (20) für elektrische Verbraucher aufgesteckt. Die Darstellung zeigt weiter das heraus geschraubte Akku-Pack-Gehäuse mit Gewinde (6) neben dem Lenker (5).
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Fig. 7
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Darstellung zeigt einen Bowdenzug-Bremsgriff (7) mit integriertem Kontaktgeber für Dynamobetätigung, sowie einen hydraulischen Bremsgriff (8) ebenfalls mit integriertem Kontaktgeber.
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Fig. 8
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Darstellung zeigt eine hybride Bremsanlage mit Geber- und Nehmerzylinder (2a), sowie jeweils im Bremsarm integrierten Dynamos mit ihren Antriebsrädern (19) und den montierten Bremsschuhen (13). Weiterhin sind an den Bremshebel-Aufhängungen (9) LED-Lampen (10) mit einer beispielhaften kardanischen Aufhängung (11) aufgezeichnet.
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Fig. 9
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Darstellung zeigt einen technisch bekannten Nabendynamo (12), welcher sich für einen Einbau sowohl in das Vorderrad als auch in das Hinterrad mit einer Integrierung in der aufgeführten Erfindung eignet.
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Es sind die Größenverhältnisse der einzelnen Komponenten, 1 bis 9, nicht maßstabsgetreu gezeichnet. Sie dienen einzig der technischen Darstellung des Erfindungsgegenstandes.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Dynamo mit Hebelarm
- 2
- Hydraulischer Zylinder mit Kugelkopfarretierung und Fluidzuleitung
- 2a
- Hybrider Geber- und Nehmerzylinder mit Bremshebel-Aufhängung
- 3
- Vorderradgabel mit Bremsarm und Dynamobefestigungszapfen
- 3a
- Hinterbaurohr mit Aufhängungszapfen und Bowdenzug-Führung
- 4
- Dynamo mit Federgegenarretierung und schwenkbare Aufhängung
- 5
- Lenker mit integriertem Akku-Fach
- 6
- Akku-Pack Gehäuse mit Gewinde
- 7
- Bowdenzug-Bremsgriff mit Kontaktgeber für Dynamo
- 8
- Hydraulischer Bremsgriff mit integriertem Kontaktgeber
- 9
- Bremshebel mit integriertem Dynamo
- 10
- LED-Lampen
- 11
- LED-Aufhängung
- 12
- Nabendynamo
- 13
- Bremsschuh
- 14
- Vorderradgabel mit Brems- und Dynamoanordnung, sowie deren Verbindungen
- 15
- Bowdenzug für Brems- und Dynamobetätigung, 1 Eingangszug, 2 Ausgangzüge
- 16
- Bowdenzug für Bremshebel mit Bremsschuhe
- 17
- Bowdenzug für Dynamo
- 18
- Mit dem Bremsgriff verbundener Bowdenzug
- 19
- Dynamoantriebsrad
- 20
- Steckdose für elektrische Verbraucher
- 21
- Bowdenzug mit Zugfederdämpfung
- 22
- Felgenbremse
