DE2215254A1 - Scheibenbremse für Fahrräder - Google Patents

Description

Dr. i'-\g. 'τ. Neocndank

Dipl. ing. H.: ;-ί-.< -. . r.ys. VV. Schmitz

Dipl. Ing. U Q-η \h .. Λ. \- j. ■,'/. Wehnert

8 München ^, ivisrjaiistraBe 23

-^- Telefon 5380586 .

THE BENDIX CORPORATION -29. März 1972

Executive Office,

Bendix Center, ' Anwaltsakte M-2o95

Southfield, Michigan 48o75, USA '

ScheilDenlDremse für Fahrräder

Die Erfindung "betrifft Scheibenbremsen für Fahrrädero

Die am meisten bekannten Fahrzeugbremsen sind als Freilaufoder Nabenbremsen bzw. als am Felgenrand oder am Reifenmantel angreifende Klotzbremsen ausgebildet« Gewöhnlich wird die Freilaufbremse beim Rückwärtstreten des Pedals über die Kette betätigt und ist in der lage, eine starke Bremswirkung auszuüben; Bremsen dieser Bauform besitzen indessen die Neigung zu Überempfindlichkeit bzw. greifen bereits bei beginnender Bremsenbetätigung voll ein» Außerdem sind sie hinsichtlich ihres Aufbaues angesichts der begrenzten Raumgegebenheiten als komplex anzusehen. Als Sattel- oder Jochbremsen

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ausgebildete Klotzbremsen werden gewöhnlich über Kabelzüge and mit Hilfe eines Handgriffes betätigt und sind infolge Dehnung des Kabels, Abnutzung und dergleichen weniger verläßlich« Obwohl Scheibenbremsen als bekannt anzusehen sind, war es bisher trotz ihrer sehr guten Bremseigenschaften nicht möglich, sie in zufriedenstellenderweise an Fahrrädern einzusetzen«

Durch die vorliegende Erfindung wurde eine Fahrradscheibenbremse mit einem Bremsenantriebskörper starker mechanischer VerstrakunggeschaSfen, welcher bei Hand- oder Fußantrieb sehr starke und wirksame Bremskräfte entwikkeln und anlegen kanne Die Scheibenbremse gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenbremse einen Bremsläufer mit einem ringförmigen Bremsscheibenkörper aufweist, welcher auf beiden Seiten mit Bremsflächen ausgestattet ist, daß eine Reaktionsplatte fixiert an einer Seite des Bremsscheibenkörpers angeordnet und mit einer Reibfläche, einer Reibfläche des Bremsscheibenkörpers gegenüberliegend ausgerichtet ist, während sich eine axial bewegbare Druckplatte auf der gegenüberliegenden Seite des Bremsscheibenkörpers befindet und mit einer Reibfläche der anderen Bremsfläche des Bremsscheibenkörpers gegenüberliegt, und daß ein Schraubkörper unter Gewindeeingriff mit der Druckplatte in Verbindung steht und relativ zu dieser drehbar ist, um die Druckplatte axial in Bremseingriff mit dem Bremsscheibenkörper bzw. aus diesem Eingriff lösend zu bewegen,

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So können vollständig kreisförmige Druck- und Reaktionsplatten benutzt werden, um ausgeglichene Bremskräfte bis zu einem WinkeIbemch von.360 Grad der Arbeitsflächen auszuüben_e "

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert«

Figur 1 ist eine zum Teil gebrochene Seitenansicht eines Fahrzeuges unter Darstellung der Pedalkonstruktion , der Hinterradnabe und des zugeordneten Scheibenbremsenmechanismus gemäß der Erfindung; ■

Figur 2 ist eine teilweise gebrochene Draufsicht der entsprechenden, in Figur 1 dargestellten Bereiche unter Verwendung des Scheibenbremsenmechanismus gemäß der Erfindung; · ;

Figur 3 ist eine Schnittansicht der Scheibenbremse von Linie III-III in Figur 1,

In den Figuren 1 und 2 sind die Rahmenteile 10 und 12 eines Fahrzeuges dargestellt, welche als gegabelte Arme, vom Pedallagergehäuse 14 in herkömmlicher Weise zur Hinterradnabe 16 verlaufen* Die Hinterradnabe 16 ist drehbar auf einer fixierten Achse 18 gelagert, welche sich durch die Enden der Rahmenteile 10 und 1-2 erstreckt und

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mittels Mattern 20 gehalten ist. Ein bruchstückartig dargestellter Kurbelarmmechanismus 22 ist drehbar im Pedallagergehäuse 14 gelagert and kann darch die Fußpedale in Umlaaf versetzt werden» Ein Kettenantriebseahnrad 24 ist am Karbelarmmechanismas aufgesetzt and dreht sich mit diesem© An der Nabe 16 befindet sich ein mehrere Kettenzahnräder umfassendes Antriebsorgan 26, wie es für Mehrfachgangschaltungen benatzt wird· Ein nicht-dargestellter Mechanismus wird benatzt, am einen Kettentrieb mit Durchhang Je nach Wahl auf eines der unterschiedlichen Durchmesser aufweisenden Kettenzahnräder des Antriebsorganes 26 zu schalten_e In gleicher Weise können mehrere Kettenzahnräder unterschiedlichen Durchmessers am Kurbelarmmechanismus angeordnet werden, um eine größere Anzahl von Übersetzungsverhältnissen zur Verfügung zu haben«

Auf der Achse 18 ist ein innerer Laufring bzw· Lagerkonus 28 fixiert, welcher eine ringförmige Spur für Lagerkugeln 30 aufweist. Ein drehbarer, zum Antrieb dienender Zwischenkörper 32 läuft auf Lagerkugeln 30 und ist am Antriebsorgan 26 angebracht, um den Antrieb auf dieses zu übertragen· Ein axial gerichteter Teil 34 des Zwischenkörpers 32 erstreckt sich in die Nabe und trägt an seiner Außenfläche eine Ringnut 36, innerhalb welcher die Lagerkugeln 38 laufen. Die Lagerkugeln stützen ein Ende der Nabe 16 ab, während die andere Nabenseite durch einen weiteren Satz von nicht-dargestellten Lagerkugeln abgestützt

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werden kann. Der axial gerichtete Teil 34 des zum Antrieb dienenden Zwischenkörpers 32 trägt ein Schraubgewinde· Am Innendurchmesser eines konisch, ausgebildeten Reibungskupplungskörpers 42 ist ein komplementäres Gewinde ausgebildet, welches infolgedessen am axialgerichteten Teil 34 angreift« Die Außenfläche des Kupplungskörpers 42 ist konisch geformt und ist an eine komplementäre Fläche 44 am Innendurchmesser der Nabe 16 angepaßte Ein Scheibenanschlagkörper 46 ist an der Achse 18 fixiert und stellt eine feststehende Verankerung für einen Finger eines kreisförmigen Feder-Verzögerungskörpers 48 dar„ Der andere Finger des Körpers 48 greift unter Reibung an den Außenflächen eines konischen Kupplungskörpers 42 an, um an diesem einen Reibungswiderstand hervorzurufen« Während der bei Vorwärtsfahrt ausgeübten Bewegung des Fahrzeuges bewegt sich der konische Kupplungskörper 42 auf seinem Schraubgewinde in festen Reibungseingriff an die Radnabe 16, um die Antriebsverbindung herzustellen^ Wenn das Antriebsmoment nicht ausgeübt bzw.. angelegt wird überläuft die Radnabe 16 während des Freilaufes den Kupplungskörper 42 oder kann beim rückwärtsgerichteten Schieben des Fahrzeuges in entgegengesetzter Richtung fluchten.

Ein Paar Flansche 50 und 52 sind an der Außenfläche der Radnabe 16 angebracht und dienen zur Befestigung der herkömmlichen Speichen des Fahrzeugrades. Außerhalb des Flansches 52 ist ein mit einer inneren Nabe 56 ausgestatteter Rotor-Plattenkörper 54 an der Nabe 16 befestigte Der Plat-

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tenkörper ist von kreisförmiger Gestalt und trägt mehrere,

am Außenomfang eingeschnittene Schlitze 58. Ein ringförmiger Rotor-Scheibenkörper 60 ist mit einem radial nach innen gerichteten Plansch 62 von scheibenförmiger Bauart versehen; dieser Flansch bildet auf beiden Seiten Reibflächen, Axial gerichtete Vorsprünge 64 des Scheibenkörpers 60 greifen in die Schlitze 5Ö des Plattenkörpers 54 ein, um eine axial gerichtete Relativbewegung des Scheibenkörpers 60 bei Antrieb zu ermöglichen»

Ein Reaktions-Plattenkörper 66 befindet sich außerhalb der als Flansch ausgebildeten Bremsscheibe 62 und ist mit Hilfe eines U-Bolzen 68 am Rahmenteil 10 des Fahrzeuges angebracht ο Der Reaktions-Plattenkörper ist von kreisförmiger Gestalt und ist konzentrisch über der Achse 18 befestigt. Er wird zusätzlich durch die Mutter 20 der Achse gehalten· Reibmaterial 70, entweder in Segmentblockform oder als kontinuierlicher Ring kann am Reaktionsplattenkörper angebracht werden und liegt einer Seite der Bremsscheibe 62 gegenüber»

Ein ringförmiger Druck-Plattenkörper 72 befindet sich an der Innenseite der Bremsscheibe 62 und kann gleichfalls mit Reibmatedal 74 versehen sein, welches unter Reibungseingriff mit der inneren Seite der Bremsscheibe 62 gelangen kann. Der ringförmige Plattenkörper 72 ist mittels Bolzen 76 am Reaktions-Plattenkörper 66 angebracht. Diese Verbindung ermöglicht, daß sich der ringförmige Plattenkörper 72

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axial bzw· senkrecht bezüglich der Bremsscheibe 62 verlagert, jedoch gegenüber der Drehbewegung abgesichert bleibt» Ein Schrauben-Antriebskörper 78 ist drehbar auf lagerkugeln 80 am Nabenteil 56 des Rotor-Plattenkörpers 54 gelagerte Der Antriebskörper 78 ist betrieblich einem zweiten Ring von Lagerkugeln 82 zugeordnet,' welche als axiale Druckelemente wirken und auf dem fixierten R©.aktions-Plattenkörper 66 laufen« Der Schrauben-Aniriebskör— per 78 trägt an seiner radialen Außenfläche ein Schraubgewinde 84, welches in ein entsprechendes Gewinde am Innendurchmesser des Druck- Plattenkörpers 72 eingreift. Ein Antriebszapfen 86 in lorm eines Gewindebolzens ist mit einem Ende im Schrauben- Antriebskörper 78 verankert, während sich das andere Ende durch den Reaktions-Plattenkörper 66 erstreckt, deh«, dort, wo der Plattenkörper von außen zugängig ist. Die Öffnung 90 im Reaktions-Plattenkörper 66, durch welche sich der Zapfen 86 erstreckt, folgt einer Umfangslinie und überspannt ein Bogensegment, wie Figur 1 der Zeichnungen zu entnehmen ist«, So bewegen sich der Zapfen 86 und infolgedessen der Schrauben-Antriebskörper 78 über einem begrenzten Winkelbereich bezüglich des Reaktions-Plattenkorpers 66.

. Der Kopf des Zapfens 86 trägt einen verschwenkbaren Block 92, welcher mit dem Zapfen eine Gelenkverbindung bildet. Eine zur Bremsenbetätigung dienende Stange 94 ist am Block 92 angebracht und erstreckt sich entlang des Rahmenteiles bis zum Pedallagergehäuse 14° Die Stange 94 ist am Lagerge-

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häuse 14 mit einem Arm 96 verbunden, welcher sich vom Aussengehäuse 98 einer am Ku.rbelarmmechanis.mus 22 angebrachten Einwegkupplung erstreckt· Bei nach vorne gerichteter Drehung des Kurbelarmes 22 läuft die Kupplung 98 frei und läßt die Bremse ohne Eingriff; bei entgegengesetzter Drehung des Kurbelarmes 22 greift die Einwegkupplung 98 ein und überträgt eine Bremsbewegung über die Stange 94 und den Block 92 auf den Antriebszapfen 86.

Wenn der Zapfen 86 gemäß Figur 1 nach vorne gerichtet bewegt wird dreht sich der Schraubenantriebskörper 78 auf einer begrenzten Winkelbahn bezüglich des ringförmigen Druckplattenkörpers 72» Da der ringförmige Druckplattenkörper 72 durch Verwendung von Bolzen 76 gegenüber Drehung abgesichert ist hat diese begrenzte Relativbewegung infolge des Eingriffes der Schraubgewinde 84 zur Folge, daß sich der Druckplattenkörper 72 in Reibungseingriff an die Innenfläche der Bremescheibe 62 anlegt« Wenn der Druckplattenkörper gegen die Scheibe andrückipewegt sich die Scheibe, bis sie das am Reaktions-Plattenkörper 66 befindliche Reibmaterial 70 berührt« An diesem Punkt klemmen starke, axial gerichtete Bremskräfte die Scheibenbremse an beiden Seiten fest ein, um die erwünschte klemmende Bremskraft freizusetzen.

Die Bremse beschriebener Bauform kann durch dendurch Fußpedale betätigbaren Kurbelarmmechanismus in Betrieb genommen werden; infolge des durch das Schraubgewinde 84 erziel-

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ten mechanischen Untersetzongsverhältnissesvl.n gleicher Weise starke Bremskräfte angelegt werden_e Der gesamte ringförmige Dmckplattenkörper 72 und die ringförmige Gestalt des Reaktions-Plattenürpers 66' ermöglichen es, Bremskräfte in ausgeglichener Weise entlang des Umfanges anzuordnen» Es kann auch Reibmaterial auf dem gesamten Winkelbereich von 360 G-rad als Bremsfläche angebracht werdene Die beschriebene Bremse kann natürlich auch als hand— betätigbare Bremse am Vorderrad des !Fahrzeuges eingebaut werden, und zwar zusammen mit der Hinterrad-Scheibenbremse oder anstelle dieser_e

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Claims (7)

Patentansprüche

1. Scheibenbremse für Fahrräder mit einer am Rahmen des

!Fahrrads fixierten Welle, auf welcher konzentrisch eine Radnabe drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibenbremse einen Bremsläufer (54) mit einem ringförmigen Bremsscheibenkörper (60,62) aufweist, welcher auf beiden Seiten mit Bremsflächen ausgestattet ist, daß eine Reaktionsplatte (66) fixiert an einer Seite des Bremsscheibenkörpers angeordnet und mit einer Reibfläche (70) einer Reibfläche des BremsScheibenkörpers (62) gegenüberliegend ausgerichtet ist, während sich eine axial bewegbare Druckplatte (72) auf der gegenüberliegenden Seite des Bremsscheibenkörpers befindet und mit e'iner Reibfläche (74) der anderen Bremsfläche des Bremsscheibenkörpers gegenüberliegt, und daß ein Schraubkörper (78) un__t^pr· Gewinde eingriff mit der Druckplatte in Verbindung steht und relativ zu dieser drehbar ist, um die Druckplatte axial in Bremseingriff mit dem Bremsscheibenkörper (62) bzw. aus diesem Eingriff lösend zu bewegen.

2. Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (72) durch eine Bolzen (76)- und LochVerbindung mit der Reaktionsplatte (66) ver-

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bunden ist, wobei sich der Bolzen senkrecht-"bezüglich des Bremsläufers (54) erstreckt, um eine begrenzte Axialbewegung zu ermöglichen, während eine Drehbewegung der Druckplatte ^unterbunden ist*

3. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsläufer (54) an einer Seite der drehbaren Radnabe (16) befestigt und mit dieser drehbar ist und daß sich der ringförmige Bremsscheibenkörper (62) radial und vom Außenumfang des Bremsläufers (54) nach innen gerichtet erstreckt«

4« Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsläufer (54) auf einer an der drehbaren Radnabe (16) befestigbaren Nabe (56) und &aä einer im wesentlichen kreisförmigen, radial sich erstreckenden . Platte (54) besteht, welche an. ihrer radialen Außenkante Schlitzverbindungen (58) aufweist, und daß axial-geriehtete Vorsprünge (64) des Bremsscheibenkörpers (62) in die Schlitzverbindungen (58) eingreifen, um eine begrenzte Axialbewegung des Bremsscheibenkörpers zu ermöglichen.

5. Scheibenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionsplatte (66) am Fahrzeug befestigt ist und sich zum Außenbereich des" Bremsscheibenkörpers erstreckt, um als fixierte Reaktions-Bremsfläche an einer Seite des Bremsscheibenkörpers zu wirken_o

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6. Seileibenbremse nacht einem der Ansprüche 1 "bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Druckplatte (72) an der Innenseite des Bremsscheibenkörpers befindet und Ringform "besitzt, und daß der Schraubkörper (78) in eine entsprechende G-ewindeöffnung der Druckplatte eingeschraubt ist, um die Axialbewegung der Druckplatte bei Drehung des Schraubkörpers bezüglich der Druckplatte zu steuern.

7. Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zapfen (86) an einem Ende des Schraubkörpers (78) angeordnet ist und sich durch eine in der Reaktionsplatte gebildete Öffnung (90) erstreckt, sodaß das andere Ende.des Zapfens an der Außenseite der Bremse zugängig ist.

8· Scheibenbremse nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß durch den Fahrer betätigbare Mittel (92,94) mit dem Zapfen (86) verbunden sind, um die Bremse entsprechend der Betätigung durch den Fahrer anzulegen.

9ο Scheibenbremse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Fahrer betätigbaren Mittel eine Stange (94) und eine Einweg-Freilaufkupplung (98) umfassen ,welche am durch die Fahrradpedale betätigbaren Kurbelmechanismus (22) angeordnet ist, um bei rückwärtsgerichteter Drehung des Kurbelmechanismus die Bremse anzulegen„

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