DE20217346U1 - Scheibenbremse für ein Fahrrad - Google Patents

Scheibenbremse für ein Fahrrad

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Description

Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Scheibenbremse für ein Fahrrad. Eine herkömmliche Scheibenbremse für ein Fahrrad, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, umfasst einen Bremsarm 1, eine Klemmvorrichtung 2 und ein Kabel 3. Die Scheibenbremse hat mehrere Vorteile wie z. B. Stabilität, gute Bremswirkung, ausgezeichnete Wärmedissipation und eine lange Betriebsdauer. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass ein Bremsvorgang bei hohen Geschwindigkeiten die Gefahr in sich birgt, dass es wegen der starken Klemmwirkung zu einem „Bremsruck" kommt, der für den Fahrer nicht ungefährlich ist.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Scheibenbremse für ein Fahrrad geschaffen werden, bei der die anfängliche Bremskraft abgeschwächt werden kann, um eine Art Antiblockierwirkung zu erzielen.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen definiert.
Die Scheibenbremse gemäss der vorliegenden Erfindung ist so ausgebildet, dass sie bei hohen Fahrgeschwindigkeiten die anfängliche Bremskraft „puffert", wodurch eine Art Antiblockierwirkung erzielt wird. Genauer gesagt, wird die anfängliche Bremskraft durch eine Verformung von Federn absorbiert, und die Bremsscheibe wird für eine sehr kurze Zeitdauer freigegeben und erst danach wieder eingeklemmt. Die erfindungsgemäß ausgebildete Bremse hat darüber hinaus den Vorteil, d,ass sie einen vergleichsweise einfachen konstruktiven Aufbau hat.
Anhand der Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine herkömmliche Scheibenbremse;
Fig. 2 eine Explosionsdarstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäß ausgebildeten Scheibenbremse;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Bremse in Fig. 2; Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie 4-4 in Fig. 3; Fig. 5 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht der Bremse im unbetätigten Zustand;
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Fig. 6 eine der Fig. 5 entsprechende Ansicht der Bremse im betätigten Zustand;
Fign. 7 und 8 der Fig. 3 entsprechende Ansichten der Bremse beim kurzzeitigen Lösen und erneuten Klemmen der Bremse;
Fig. 9 eine Explosionsdarstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäß ausgebildeten Scheibenbremse.
Es wird zunächst auf die Fign. 2 bis 4 Bezug genommen. Die dort dargestellte Scheibenbremse 5 ist mit der Hinterrad- oder Vorderradgabel 6 eines Fahrrades verbunden und wirkt mit einer Bremsscheibe 7 zusammen. Die Bremse umfasst einen Hauptrahmen 10, einen Befestigungsrahmen 20 und einen Bremsmechanismus 30.
Der Hauptrahmen 10 ist auf einer Seite der Bremsscheibe 7 angeordnet und hat eine verzahnte Innenseite 14. Zwei Nuten 15, 16 sind in den beiden Seiten des Hauptrahmens 10 gebildet, und zwei Federn 17, 18 sind in den beiden Nuten 15, 16 angeordnet. Die beiden Nuten 15, 16 haben jeweils einen Vorsprung 19 zur Aufnahme eines Endes der Feder 17 bzw. 18.
Der Befestigungsrahmen 20 hat einen Hauptabschnitt 21 und zwei Verbindungsabschnitte, und zwar einen oberen Verbindungsabschnitt 22 an einem Ende und einen unteren Verbindungsabschnitt 23 am anderen Ende. Der obere Verbindungsabschnitt 22 ist mit dem Hauptrahmen 10 durch eine als Verstellglied dienende Schraube 24 verbunden. Der untere Verbindungsabschnitt 23 ist mit dem Hauptrahmen 1,0 durch eine andere als Verstellglied dienende Schraube 25 verbunden. Der Hauptabschnitt 21 des Befestigungsrahmens 20 weist zwei Gewindebohrungen 26 auf, so dass der Befestigungsrahmen 20 durch Schrauben 27 an der Hinterrad- oder Vorderradgabel 6 befestigt werden kann.
Der Befestigungsrahmen 30 ist über der Bremsscheibe 7 angeordnet und wirkt mit dem Hauptrahmen 10 und dem Befestigungsrahmen 20 zusammen. Der Bremsmechanismus 30 umfasst einen ersten Bremsarm 31, einen zweiten Bremsarm 32, einen verzahnten Nocken 33, eine Hauptwelle 34, eine Kappe 35, eine erste Belagplatte 36, eine zweite Belagplatte 37 und einen Bremskabelsatz 50.
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Der erste Bremsarm 31 und der zweite Bremsarm 32 sind beidseitig zu der Bremsscheibe 7 angeordnet. Ein erstes Loch 311 ist an einer vorgegebenen Stelle des ersten Bremsarms 31 vorgesehen, und ein zweites Loch 321 ist an einer vorgegebenen Stelle des zweiten Bremsarms 32 vorgesehen. Eine Ausnehmung 312 bzw. 322 ist in einer Stirnseite des ersten Bremsarms 31 bzw. des zweiten Bremsarms 32 vorgesehen. Ein Vorsprung 313 bzw. 323 verläuft von der Innenseite jeder der Ausnehmungen 312 bzw. 322 so, dass er das andere Ende jeder der beiden Federn 17 bzw. 18 aufnehmen kann. Zwei Belagstreifen 38 sind in jeder der Ausnehmungen 312, 322 angeordnet. Ein ausgesparter Bereich 315 ist auf der Seite vorgesehen, die gegenüber der Seite liegt, in der die Ausnehmung 312 des ersten Bremsarms 31 gebildet ist.
Der verzahnte Nocken 33 ist zwischen der Bremsscheibe 7 und dem ersten Bremsarm 31 angeordnet. Der verzahnte Nocken 33 hat ein zentrales Loch 331 und mehrere Zähne 332, die mit der verzahnten Innenseite 14 des Hauptrahmens 10 in Eingriff stehen. Die der Bremsscheibe 7 zugewandte Seite des verzahnten Nockens 33 ist mit mehreren tropfenförmigen Schlitzen 333 versehen, die jeweils ein flacheres Ende 334 und ein tieferes Ende 335 haben.
Die Hauptwelle 34 ist zwischen der Bremsscheibe 7 und dem verzahnten Nocken 33 angeordnet und umfasst einen Plattenabschnitt 31 sowie einen Wellenabschnitt 342, der von einer Seite des Plattenabschnitts 31 abgeht und sich in Richtung auf den ersten Bremsarm 31 erstreckt. Der Wellenabschnitt 342 verläuft durch das zentrale Loch 331 des verzahnten Nockens 33 und das erste Loch 311 des ersten Bremsarms 31. Der Plattenabschnitt 31 der Hauptwelle 34 enthält mehrere kugel- oder perlenförmige Körper 345, die in den tropfenförmigen Schlitzen 333 angeordnet sind. Ein Magnet 346 und ein O-Ring 347 sind mit der anderen Seite des Plattenabschnittes 341 verbunden.
Die Kappe 35 ist zwischen der Bremsscheibe 7 und dem zweiten Bremsarm 32 angeordnet und wird von dem zweiten Loch 321 des zweiten Bremsarms 32 aufgenommen. Die der Bremsscheibe 7 zugewandte Seite der Kappe 35 ist mit einem Magneten 351 versehen.
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Die erste Belagplatte 36 und die zweite Belagplatte 37 sind beidseitig zu der Bremsscheibe 7 angeordnet. Die erste Belagplatte 36 ist zwischen der Bremsscheibe
7 und der Hauptwelle 34 sowie auf der Seite des Plattenabschnittes 341 angeordnet, so dass sie von dem Magneten 346 angezogen wird. Die zweite Belagplatte 37 ist zwischen der Kappe 35 und der Bremsscheibe 7 angeordnet. Sie befindet sich auf der Seite der Kappe 36, so dass sie von dem Magneten 351 angezogen wird.
Der Bremskabelsatz 50 steht mit dem ausgesparten Bereich 315 des ersten Bremsarms 31 in Eingriff und umfasst einen Hebel 51, ein Bremskabel 52, einen Grundkörper 53, eine Feder 54 und eine Kappe 55. Der Bremskabelsatz 50 ist an sich bekannt und wird daher nicht weiter beschrieben.
Zur Beschreibung der Funktionsweise wird nun zusätzlich auf die Fign. 5 bis
8 Bezug genommen. Wenn das Fahrrad bei hoher Fahrgeschwindigkeit abgebremst wird, wird der Hebel 51 des Bremskabelsatzes 50, der mit der Hauptwelle 34 des Bremsmechanismus 30 verbunden ist, entgegen dem Uhrzeigersinn (in den Figuren) gedreht. Die Körper 345 der Hauptwelle 34 werden dann von den tieferen Enden 335 in den tropfenförmigen Schlitzen 333 zu dem flacheren Ende 334 bewegt. Hierbei drücken die Körper 345 die Hauptwelle nach außen in Richtung auf die Bremsscheibe 7. Die erste und zweite Belagplatte 36, 37 klemmen die Bremsscheibe 7 fest ein, und der Bremsmechanismus 30 sowie der Hauptrahmen 10 fahren mit dem Bremsvorgang am Befestigungsrahmen 20 fort, wie dies in den Fign. 5 und 6 veranschaulicht ist.
Wenn die Anfangsbremskraft größer ist als die Kräfte der Federn 17, 18 im Hauptrahmen 10, übt die Bremse 5 eine Pufferwirkung aus, um zu vermeiden, dass die Bremsscheibe 7 zu stark festgeklemmt wird. Die Anfangskraft bewirkt, dass der Bremsmechanismus 30 sich entlang der Nuten 15, 16 des Hauptrahmens 10 bewegt, und die Vorsprünge 313, 323 der beiden Bremsarme 31, 32 komprimieren die Federn 17, 18. Zu diesem Zeitpunkt stehen die Zähne 332 des verzahnten Nockens 33 mit der verzahnten Innenseite 14 des Hauptrahmens 10 in Eingriff, so dass der verzahnte Nocken 33 entgegen dem Uhrzeigersinn (in den Figuren) gedreht wird.
Die tropfenförmigen Schlitze 333 werden mit dem verzahnten Nocken 33 verschoben, und die Körper 345 werden zu den tieferen Enden 335 zurückbewegt. Die
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Hauptwelle 34 wird von den Körpern 345 nicht verstellt, und die beiden Belagplatten 36, 37 werden plötzlich freigegeben, wie in Fig. 7 zu sehen ist.
Nach einer sehr kurzen Zeitdauer von beispielsweise 5/1000 Sek. ist die Anfangskraft kleiner als die Kräfte der Federn 17,18; der Bremsmechanismus 30 wird längs der Nuten 15, 16 im Hauptrahmen 10 in seine ursprüngliche Stellung verschoben. Der verzahnte Nocken 33 wird im Uhrzeigersinn gedreht, und die tropfenförmigen Schlitze 334 werden zusammen mit dem verzahnten Nocken 33 gedreht. Die Körper 345 bewegen sich von den tieferen Enden 335 zu den flacheren Enden 333, um die Hauptwelle 34 zu verstellen, und die beiden Belagplatten 36, 37 klemmen wieder die Bremsscheibe 7 zwischen sich ein, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist Somit wird erreicht, dass die Bremsscheibe 7 durch die Belagplatten 36, 37 nicht zu stark eingeklemmt wird, und die Auswirkung der Anfangskraft auf das Fahrrad wird entsprechend reduziert.
Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen, die ein anderes Ausführungsbeispiel einer Bremse 98 zeigt. Die Bremse 98 umfasst einen Hauptrahmen 60, der auf einer Seite der Bremsscheibe 7 angeordnet ist und eine verzahnte Innenseite 61 hat. Zwei Nuten 62, 63 sind in den beiden Seiten des Hauptrahmens 60 angeordnet und nehmen jeweils eine Feder 64 auf.
Ein Befestigungsrahmen 70 ist mit der Hinterrad- oder Vorderradgabe. 6 des Fahrers verbunden und hat zwei Verbindungsabschnitte 71, 72, die mit dem Hauptrahmen 60 verbindbar sind.
Bin Bremsmechanismus 80 ist mit dem Hauptrahmen 60 und dem Befestigungsrahmen 70 verbunden und umfasst zwei Bremsarme 81, 82, die beidseitig zu der Bremsscheibe 7 angeordnet sind. Jeder Bremsarm 81 bzw. 82 hat eine Ausnehmung 811 bzw. 812, die auf einer Seite sowie entsprechend den Nuten 62, 63 des Hauptrahmens 60 angeordnet sind. Ein verzahnter Nocken 83 ist zwischen der Bremsscheibe 7 und dem Bremsarm 81 angeordnet. In dem Nocken 83 sind mehrere Zähne 831 gebildet, die mit der verzahnten Innenseite 61 des Hauptrahmens 60 in Eingriff stehen. Mehrere tropfenförmige Schlitze 832 sind in dem verzahnten Nocken 83 gebildet. Eine Hauptwelle 84 ist zwischen der Bremsscheibe 7 und dem verzahnten Nocken 83 angeordnet und umfasst kugel- oder perlenförmige Körper
841, die in den Schlitzen 832 angeordnet sind. Eine Kappe 65 ist zwischen der Bremsscheibe 7 und dem Bremsarm 82 angeordnet. Zwei Belagplatten 86, 87 sind beidseitig zu der Bremsscheibe 7 angeordnet und befinden sich zwischen der Kappe 85 und der Hauptwelle 84. Ein Bremskabelsatz 90 ist mit dem Bremsarm 81 verbunden und umfasst einen Hebel 91, ein Bremskabel 92, einen Grundkörper 93, eine Feder 94 und eine Staubkappe 95.
Die Beziehung zwischen den Teilen dieses Ausführungsbeispiels entspricht der des Ausführungsbeispiels der Fign. 2 bis 8 und wird daher nicht nochmals beschrieben. Unterschiedlich ist, dass die Nuten 62, 63 des Hauptrahmens 60 eine Gewindebohrung 85 für eine Schraube 87 haben. Die beiden Bremsarme 81, 82 sind jeweils mit Löchern 812, 822 an vorgegebenen Stellen versehen, so dass sie Schrauben 813, 823 aufnehmen können. Die Federn 64 in den Nuten 62, 63 haben an beiden Enden jeweils Haken 641, so das die Haken 641 an einem Ende mit der Schraube 67 und die Haken an den anderen Enden mit den Löchern 812, 822 der Bremsarme 81, 82 in Eingriff treten können. Aufgrund dieser Anordnung und Ausbildung übt der Bremsmechanismus 80 die gleiche Funktion aus wie der oben beschriebene Bremsmechanismus 5.
Der Bremsmechanismus hat eine Antiblockierwirkung, um ein zu starkes Festklemmen der Bremsscheibe durch die Betätigung des verzahnten Nockens zu vermeiden, indem die kugel- bzw. perlenförmigen Körper freigegeben und dadurch die Hauptwelle gelöst wird, so dass die Belagplatten die Bremsscheibe freigeben. Sobald die Anfangskraft kleiner als die Kraft der Federn geworden ist, wird der Bremsmechanismus erneut aktiviert, um die Bremsscheibe abzubremsen. Durch diese Eigenschaft der Bremse wird die Sicherheit des Fahrers erheblich verbessert.
All dies wird durch eine mechanische Konstruktion erreicht, die keine komplizierten Steuervorrichtungen und Leitungen erfordert, so dass die Herstellungskosten der Bremse entsprechend gering sind.
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Claims (6)

1. Scheibenbremse für ein Fahrrad, die mit der Hinterrad- oder Vorderradgabel (6) des Fahrrads verbindbar ist, mit:
einem Hauptrahmen (10), der auf einer Seite einer Bremsscheibe (7) angeordnet ist und eine verzahnte Innenseite (14) hat, wobei zwei Nuten (14, 16) in den beiden Seiten des Hauptrahmens (10) vorgesehen und zwei Federn (17, 18) in den beiden Nuten (15, 16) angeordnet sind,
einem Befestigungsrahmen (20) mit einem Hauptabschnitt (21), der mit der Hinterrad- oder Vorderradgabel (6) verbindbar ist, und zwei Verbindungsabschnitten (22, 23), die mit den beiden Enden des Hauptabschnittes (21) verbunden sind, um mit dem Hauptrahmen (10) verbunden werden zu können,
einem Bremsmechanismus (30), der der Bremsscheibe (7) zugeordnet ist und mit dem Hauptrahmen (10) sowie dem Befestigungsrahmen (20) zusammenwirkt, wobei der Bremsmechanismus (30) zwei Bremsarme (31, 32) aufweist, die beidseitig zu der Bremsscheibe (7) angeordnet sind und jeweils eine Ausnehmung (312, 322) haben, die entsprechend den Nuten (15, 16) im Hauptrahmen (10) angeordnet sind,
einem verzahnten Nocken (33), der an einem der beiden Bremsarme (31, 32) und der Bremsscheibe (7) angeordnet ist und mit mehreren Zähnen (332), die mit der verzahnten Innenseite (14) des Hauptrahmens (10) in Eingriff stehen, und mehreren tropfenförmigen Schlitzen (333) versehen ist, die jeweils ein flacheres Ende (334) und ein tieferes Ende (335) haben,
einer Hauptwelle (34), die zwischen der Bremsscheibe (7) und dem verzahnten Nocken (33) angeordnet ist, und mehrere kugel- oder perlenförmige Körper (345) hat, die von den tropfenförmigen Schlitzen (333) aufgenommen werden, einer Kappe (35), die zwischen dem anderen Bremsarm (32) und der Bremsscheibe (7) angeordnet ist, zwei Belagplatten (36, 37), die beidseitig zu der Bremsscheibe (7) und zwischen der Kappe (35) und der Hauptwelle (34) angeordnet sind, und
einem Bremskabelsatz (50), der mit einem der beiden Bremsarme (31, 32) verbunden ist.
2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Nuten (15, 16) des Hauptrahmens (10) einen Vorsprung (19) zur Aufnahme eines Endes der Feder (17, 18) hat, wobei jede der Ausnehmungen (312, 322) in jedem der beiden Bremsarme (31, 32) mit einem weiteren Vorsprung (313, 323) versehen ist, der mit dem anderen Ende der Feder (17, 18) in Eingriff steht, und dass in jeder der beiden Ausnehmungen (312, 322) mehrere Belagstreifen (38) angeordnet sind.
3. Scheibenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptrahmen (60) Gewindebohrungen (65) zur Aufnahme von Schrauben (67) hat und die beiden Bremsarme (81, 82) jeweils mit Löchern (312, 322) zur Aufnahme von Schreiben (313, 323) versehen sind, wobei die Federn (64) in den Nuten (62, 63) des Hauptrahmens (60) an jedem ihrer Enden Haken (641) haben, wobei der Haken (641) an einem Ende jeder der Federn (64) mit der in die Gewindebohrungen (65) eingeschraubten Schraube (67) in Eingriff steht und der Haken (641) am anderen Ende jeder der Federn (64) mit den durch die Löcher (812, 822) der Bremsarme (81, 82) verlaufenden Schrauben (67) in Eingriff steht.
4. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptabschnitt (21) des Befestigungsrahmens (20) an seinem einen Ende einen oberen Verbindungsabschnitt (22) hat, durch den eine mit dem Hauptrahmen (10) verbundene Schraube (24) verläuft, und dass mit dem anderen Ende des Hauptabschnitts 21 ein unterer Verbindungsabschnitt (23) verbunden ist, durch den eine mit dem Hauptrahmen (10) verbundene Schraube (25) verläuft.
5. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verzahnte Nocken (33) ein zentrales Durchgangsloch (331) und mehrere tropfenförmige Schlitze (333) hat, die in einer Seite des verzahnten Nockens (33) gebildet sind und der Bremsscheibe (7) zugewandt sind, wobei jeder tropfenförmige Schlitz (333) ein flacheres Ende (334) und ein tieferes Ende (335) hat.
6. Scheibenbremse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Hauptwelle (34) einen Plattenabschnitt (31) und einen Wellenabschnitt (342) hat, der sich von einer Seite des Plattenabschnittes (33) in Richtung auf einen der Bremsarme (31, 32) erstreckt, wobei mehrere kugel- oder perlenförmige Körper (345) auf der Seite, von der sich der Wellenabschnitt (342) aus erstreckt, in den tropfenförmigen Schlitzen (333) angeordnet sind.
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