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Die vorliegende Erfindung betrifft eine hydraulische Schaltung für Fahrradbremsen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zur Verwendung an hydraulisch betätigten Radbremsen von Fahrrädern und Fahrrädern mit Hilfsmotor.
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Hydraulische Schaltungen für Fahrradbremsen sind allgemein bekannt und bestehen in einfacher und üblicher Ausführung im Wesentlichen lediglich aus einem hydraulischen Bremshebel mit Griff und Geberkolben, welcher bei händischer Betätigung Bremsflüssigkeit unter Druck in eine angeschlossene Bremsleitung einleitet, woraufhin einer oder mehrere Radbremszylindern eines einzelnen Rades am Ende der Bremsleitung durch den Bremsdruck ausfahren und die Bremsbelege gegen die üblicherweise verwendeten Bremsscheiben oder Bremstrommeln angepresst werden. Zusätzlich zu solch einfachen hydraulischen Schaltungen sind auch Schaltungen mit aktiver Begrenzung der Bremskraft bekannt (
DE 10 2010 038 525 A1 ).
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Die Verwendung einer einfachen hydraulischen Schaltung hat den Nachteil, dass der Radfahrer bei händischer Betätigung des (Handbremshebel-)Griffs eine unzulässig starke Kraft auf den einen Bremsdruck erzeugenden Geberzylinder ausüben kann und es nachfolgend wegen zu starker Abbremsung und auch wegen dem hoch liegenden Schwerpunkt von Fahrradfahrern zur Gefahr eines Überschlags kommt, insbesondere wenn das Vorderrad zu stark abgebremst wird. Bekannte Schaltungen mit aktiver Begrenzung der Bremskraft weisen zumeist und in Anlehnung an Antiblockiersysteme von Kraftwagen elektrisch betätigte Komponenten auf, welche den Nachteil hoher Kosten, hohen Gewichts und des Strombedarfs aufweisen.
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Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, eine einfache hydraulische Schaltung für Fahrradbremsen zu schaffen, welche die händisch vom Fahrradfahrer über den (Handbremshebel-)Griff in den Geberzylinder eingeleitete Kraft auf eine der aktuellen Bremssituation angemessene verminderte Kraft mit daraus resultierend vermindertem Bremsdruck anpasst oder begrenzt, welche preiswert ist, wenig Gewicht aufweist und keine elektrische Betätigung benötigt.
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Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.
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In einfacher Ausführung wird das Problem dadurch gelöst, dass in der hydraulischen Schaltung mit hydraulischen Bremshebel und üblichem/n Radbremszylinder/n auch ein mit Rückstellfederkraft gegen den Geberzylinder wirkender Nehmerzylinder verwendet ist, welcher mit variablem Steuerdruck zur Regelung, Steuerung oder Begrenzung der in den Geberkolben einleitbaren Kraft beaufschlagt wird.
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Die Bremskraft insbesondere des Vorderrads muss angemessen reduziert werden, wenn sich der Fahrradfahrer bei zu starker Bremsung oder steiler Abwärtsfahrt am Lenker abstützt. Außerdem sollte eine mögliche und zu starker Bremsung bereits im normalen Fahrbetrieb von Bremsbeginn an verhindert sein, wenn der Fahrradfahrer stehend auf den Pedalen fährt und sich der Schwerpunkt seines Körpers damit in einer solchen Höhe befindet, dass die Gefahr eines Überschlags besonders groß ist. In beiden Fällen ist die in den Sattel eingeleitete Gewichtskraft des Radfahrers vermindert und bei stehendem Fahren auf den Pedalen gar nicht vorhanden. Es bietet sich daher an die in den Sattel eingeleitete Gewichtskraft als Steuergröße zur Regelung, Steuerung oder Begrenzung der in den Geberkolben einleitbaren Kraft zu verwerten.
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Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes des Anspruchs 1 ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche sowie aus der Beschreibung.
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So ist es alternativ oder ergänzend auch möglich die insbesondere in die Hinterachse vom Radfahrer eingeleitete Gewichtskraft durch Abgriff des variablen Öldrucks eines Stoßdämpfers als Steuergröße zur Regelung, Steuerung oder Begrenzung der in den Geberkolben einleitbaren Kraft zu verwerten. Weiterhin ist es durch Einbringen von Drosseln, Blenden und Rückschlagventilen möglich das Bremsverhalten weiter zu optimieren, z. B. um bei einem drohenden Überschlag den Bremsdruck schnell abzubauen oder um nach einem schnellen Aufsetzen des Radfahrers auf den Sattel bei betätigter Bremse einen schlagartigen Anstieg des Bremsdrucks zu vermeiden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert, in dieser zeigen:
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1 Die Schaltung mit Sattel an Steuerflüssigkeitsgeberzylinder.
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2 Die Schaltung der 1 mit Stoßdämpfer statt Sattel.
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In 1 ist die Schaltung mit hydraulischem Bremshebel 1, Radbremszylindern 7, einer Bremsscheibe 6, sich auf einem Steuerflüssigkeitsgeberzylinder 18 abstützenden Sattel 16 und mit einem Nehmerzylinder 11 mit Federrückstellung dargestellt. Geberzylinder 5 und Nehmerzylinder 11 weisen gegeneinander weisende Kolbenstangen 10, 15 auf und der Geberzylinder 5 kann zu Bremszwecken nur dann ohne Einschränkung ausfahren, wenn die Kolbenstange 15 des Nehmerzylinders 11 eingefahren ist, was in normalem Fahrbetrieb eingeben ist. Die Bremsleitung 8 verbindet den/die Radbremszylinder 7 mit dem hydraulischen Bremshebel 1. Die dargestellten beiden Radbremszylinder 7 sind Bestandteil eines Bremssattels und wirken zur Erzeugung der Bremskraft auf die Bremsbeläge einer Bremsscheibe 6, wenn über die Bremsleitung 8 Bremsdruck durch die darin befindliche Bremsflüssigkeit eingeleitet wird. Der hydraulische Bremshebel 1 weist einen Griff 3 auf, welcher die bei einer Bremsung vom Fahrradfahrer händisch eingeleitete Kraft auf einen Geberkolben 5 überträgt, welcher daraufhin auf die mit Bremsflüssigkeit gefüllte Geberkammer 4 wirkt und somit den Bremsdruck in der angeschlossenen Bremsleitung 8 erzeugt. Der Schaltungsbereich hydraulischer Bremshebel 1, Radbremszylinder 7 und Bremsleitung 8 entspricht (mit Ausnahme der am Geberzylinder 1 befindlichen Geberkolbenstange 10) dem einer üblichen einfachen Bremsanlage für ein Fahrrad und in normalem Fahrbetrieb und ohne unzulässig starke Bremsung ist das gewohnte Bremsverhalten vorteilhaft ohne Beeinflussung.
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Nachfolgend werden auch in Beschreibungen weiterer Figuren zumeist vereinfachend die Begriffe „Radbremszylinder” und „Bremse” verwendet, da eine alternative Ausführung der Bremsenbauart als Scheibenbremse mit häufig zwei Radbremszylindern oder Trommelbremse mit zumeist nur einem Radbremszylinder und auch die Anzahl der Radbremszylinder 7 für die Schaltung ohne Bedeutung und auch nicht Bestandteil der Erfindung ist. Für die erfindungsgemäße Schaltung ist es grundsätzlich auch ohne Belang ob, wie bei Fahrrädern üblich, ein einzelnes Rad oder durch Anschluss weiterer Radbremszylinder auch ein zweites Rad gebremst wird, daher wird in nachfolgenden Beschreibungen auch zu weiteren Figuren zumeist vereinfachend lediglich die Abbremsung des Vorderrades erläutert, auch weil insbesondere eine zu starke Abbremsung des Vorderrads zu einem gefährlichen Überschlag führt und die Schaltung somit für dessen Bremsung prädestiniert ist.
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Die volle Gewichtskraft des Radfahrers wirkt bei normalem Fahrbetrieb und wenn keine unzulässig starke Bremsung ausgeführt auf den Sattel. Die Gewichtskraft wird vom Sattel 16 in geringer Abwärtsbewegung übertragen auf den Steuerflüssigkeitsgeberzylinder 18 mit Steuerflüssigkeitsgeberkolben 19, welcher auf eine mit Flüssigkeit gefüllte Steuerflüssigkeitsgeberkammer 21 wirkt und somit einen hohen Steuerdruck erzeugt, welcher durch die Steuerleitung 9 in die Steuerkammer 14 des Nehmerzylinders 11 geleitet wird. Der Nehmerzylinder 11 weist neben der Steuerkammer 14 einen Kolben 12 mit Kolbenstange 15 und eine Rückstellfeder 13 auf, welche aufgrund ihrer Vorspannung bestrebt ist die Kolbenstange 15 auszufahren. Bei der beschriebenen Einleitung hohen Steuerdrucks in die Steuerkammer 14 bei auf dem Sattel 16 vollständig aufliegender Gewichtskraft des aufsitzendem Fahrradfahrer wirkt diese auf den Kolben 12, woraufhin sich die Feder 13 verkürzt und der Kolben 12 mit Kolbenstange 15 einfährt. Somit ist es gewährleistet, dass in normalem Fahrbetrieb vorteilhaft keine Beeinflussung des gewohnten üblichen Bremsverhaltens des Fahrrads erfolgt. Bei unzulässig starker Abbremsung durch den Radfahrer wird dieser sich am Fahrradlenker abstützen, wodurch die in den Sattel 16 eingeleitete Gewichtskraft reduziert ist und somit auch eine Reduzierung des Steuerflüssigkeitsdrucks in Steuerflüssigkeitsgeber 18 und Nehmerzylinder 11 erfolgt. Die auf den Kolben 12 wirkende Kraft der Rückstellfeder 13 ist nun höher als die Druckkraft der Steuerflüssigkeit, wodurch der Kolben 12 mit Kolbenstange 15 in Richtung der Geberkolbenstange 10 ausfährt, die auf den Geberkolben 5 resultierende Kraft damit vermindert ist und somit vorteilhaft ein unzulässig hoher Bremsdruck vermieden ist. Die beschriebene Reduzierung der in den Sattel 16 eingeleiteten Gewichtskraft ergibt sich insbesondere auch zum Beginn eines Überschlags dadurch, dass das Hinterrad Bodenkontakt verliert und dann daraus folgend der Bremsdruck vorteilhaft auf eine minimale Höhe reduziert wird.
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Radfahrer fahren häufig auf den Pedalen stehend, wobei der Schwerpunkt des Radfahrers besonders weit oben und die Gefahr eines Überschlags bei auch nur geringer Bremsung insbesondere des Vorderrads sehr hoch ist. In dieser Situation hat die vorgeschlagene Schaltung den besonderen Vorteil, dass wegen fehlender am Sattel 16 aufliegender Gewichtskraft der Steuerdruck im Nehmerzylinder 11 minimal ist und somit die mögliche in den Geberkolben 5 einleitbare Kraft von Bremsbeginn an auf eine gewünschte niedere und ungefährliche Bremskraft mit daraus resultierend niederem Bremsdruck begrenzt ist.
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Beim erneutem Aufsetzen des Fahrradfahrers auf den Sattel 16 führt die eingeleitete Gewichtskraft wieder zu einem Anstieg des Steuerflüssigkeitsdrucks, woraufhin der Kolben 12 mit Kolbenstange 15 wieder einfährt. Damit es dann bei gleichzeitig betätigter Bremse nicht zu einem plötzlichen Anstieg des Bremsdrucks kommt, kann in die Steuerleitung 9 optional ein Drosselrückschlagventil eingebracht werden.
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Der Steuerflüssigkeitsgeberzylinder 18 kann in den Sattel 16, alternativ in Sattelstütze 17 oder Fahrradrahmen integriert sein und kann eine interne oder externe Feder 20 aufweisen, welche die Gewichtskraft des Fahrradfahrers teilweise kompensiert. Die Vorspannkraft der Feder 20 kann auch verstellbar ausgeführt sein, wodurch die Höhe des Steuerflüssigkeitsdrucks z. B. auf das Körpergewicht und/oder die Größe des Fahrradfahrers einstellbar ist. Als Steuerflüssigkeit kann bevorzugt Bremsflüssigkeit, aber auch eine andere Flüssigkeit (Öl) verwendet sein.
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Alternativ zur beschriebenen Wandlung des vom Sattel 16 in den Flüssigkeitsgeberzylinder 18 übertragenen Körpergewichts des Fahrradfahrers in einen Steuerdruck ist es auch möglich den Öldruck eines das Hinterrad abfedernden Stoßdämpfers als Steuergröße zu verwenden.
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In 2 ist eine mit der 1 vergleichbare Schaltung dargestellt. Einzige Unterscheidung ist, dass zur Erfassung des Körpergewichts des Fahrradfahrers statt dem Sattel mit Steuerflüssigkeitsgeberzylinder nun ein Stoßdämpfer 22 mit Steuerölanschluss 23 verwendet ist, welcher bevorzugt das Hinterrad oder die Hinterachse des Fahrrads dämpft.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Hydraulischer Bremshebel
- 2
- Geberzylinder
- 3
- Griff
- 4
- Geberkammer
- 5
- Geberkolben
- 6
- Bremsscheibe
- 7
- Radbremszylinder
- 8
- Bremsleitung
- 9
- Steuerleitung
- 10
- Geberkolbenstange
- 11
- Nehmerzylinder
- 12
- Kolben
- 13
- Rückstellfeder
- 14
- Steuerkammer
- 15
- Kolbenstange
- 16
- Sattel
- 17
- Sattelstütze
- 18
- Steuerflüssigkeitsgeberzylinder
- 19
- Steuerflüssigkeitsgeberkolben
- 20
- Steuerflüssigkeitsgeberfeder
- 21
- Steuerflüssigkeitsgeberkammer
- 22
- Stoßdämpfer
- 23
- Steuerölanschluss
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010038525 A1 [0002]
