DE2809002A1 - Zentralzugbremse fuer fahrraeder u.dgl. - Google Patents

Description

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ANGENIEUX-CLB S.A., 11, rue de l'Egalerie, Saint-Etienne,

Loire, Frankreich

Zentralzugbremse für Fahrräder u.dgl.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zentralzugbremse für Fahrräder u.dgl. Die derzeit bekannten Fahrradbremsen lassen sich in drei Gruppen unterteilen, die Seitenzug— bremsen, die Zentralzugbremsen und die Trommelbremsen. Bei den Seitenzugbremsen sind die beiden Bremshebel, die die Bremsschuhe tragen, schwenkbar auf ein und derselben Achse angeordnet, die in der Ebene der Radfelge liegt, während bei den Zentralzugbremsen die beiden Bremshebel schwenkbar auf unterschiedlichen Achsen gelagert sind, die zu beiden Seiten der Mittelebene der Radfelge liegen, und zwar üblicherweise parallel zu dieser Ebene.

Bei den in die Radnabe eingebauten Trommelbremsen kann die Mitnahme des Bremsschuhes durch die Drehung des Rades zur Steigerung der Bremskraft genutzt werden und die auf diesem Prinzip basierenden Trommelbremsen arbeiten sehr wirksam. Demgegenüber haben die Seitenzugbremsen und die Zentralzugbremsen, deren Bremsschuhe auf die Felge des Rades einwirken, nicht diese Besonderheit des Selbstbremseffektes und liefern daher keine besonders große Bremskraft, Daraus ergibt sich, daß bei diesen Bremsen zur Erzielung

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einer ausreichend wirksamen Bremsung der Radfahrer am Handgriff der Bremse eine umso größere Kraft entwickeln muß, als er die Verluste mit überwinden muß, die sich aus dem geringen Wirkungsgrad der Leistungsübertragung bei derartigen in einer Hülle liegenden Zugkabeln ergeben.

Es sind bereits verschiedene Lösungen vorgeschlagen worden, um die auf die Felge einwirkende Bremskraft zu vergrößern. Dabei sind insbesondere Mechanismen vorgeschlagen worden, die zwar die Bremskraft vervielfachen, die aber den dazu erforderlichen Weg des Handgriffes vergrößern, was für die Bremsbenutzung außerordentlich nachteilig ist. Es sind auch sogenannte selbstbremsende Bremsschuhe entwickelt worden, bei denen die Mitnahme durch die Rotation des Rades eine Vergrößerung der Bremskraft durch Zwischenschaltung eines Rampenstückes bewirken soll, doch haben sich derartige Bremsschuhe als wenig wirksam erwiesen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zentralzugbremse der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die auf einfache Weise eine beträchtliche Vergrößerung der Bremskraft an der Radfelge ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß die die Bremsschuhe tragenden Bremshebel auf Achsen gelagert sind, die geneigt zur Mittelebene der Felge liegen und in dieser Ebene zusammenlaufen, wobei die beiden Achsen in der Vorbewegungsrichtung der Radfelge divergieren.

Eine derartige Neigungslage der Achsen führt zu einer Vergrößerung der tangential an der Felge wirkenden Bremskraft, und zwar umso mehr, je größer der Neigungswinkel ist. Um die Wirksamkeit der Bremsung nennenswert zu verbessern, muß der Neigungswinkel der Achsen bezüglich der Radfelgenebene mindestens 30° betragen und er liegt vorzugsweise in der Nähe von 40 , ein Viert, der sowohl rechnerisch wie durch Versuche eine Verdoppelung der Bremskraft

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im Fall einer trockenen Radfelge ergibt.

In ihrem ästhetischen Eindruck und in ihrem generellen Aufbau bleibt die erfindungsgemäße Bremse den im Handel befindlichen Zentralzugbremsen nahe. Sie bringt insbesondere keine mechanische Komplizierung mit sich und ihre Herstellung bietet keine besonderen Schwierigkeiten. Darüber hinaus liegt es im Prinzip der Zentralzugbremse, daß die Bewegungen der Hebelarme simultan und symmetrisch verlaufen, so daß sich die Hebelarme um die gleiche Größe vorbewegen und bei der normalen Bremsung niemals aneinanderstoßen können. Trotz der Neigungslage der Achsen ist die Drehbewegung der Bremshebel ausreichend klein, damit die Bremsschuhe im wesentlichen parallel zur Felge verbleiben, ohne daß besondere Hilfsmaßnahmen hierzu ergriffen werden müßten. Die Rückstellung der Bremshebel kann durch eine einzige gemeinsame Feder geschehen, die zwischen den Enden der Hebel angeordnet ist. Hierdurch entfällt das Hilfszugkabel, das üblicherweise bei den bisherigen Zentralzugbremsen vorhanden ist und das nicht nur kostspielig ist, sondern durch seinen relativ häufig auftretenden Bruch auch eine Unfallquelle darstellt.

Der einzige Zwang, der sich aus der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ergibt, ist, daß die Vorderradbremse von der Hinterradbremse ein und desselben Fahrrades verschieden ist, da zwar der Konvergenzsinn der Achsen bezüglich der Vorbewegungsrichtung der Felge der gleiche ist, während jedoch die Befestigungsseite "auf den Vorrad- und Hinterradgabeln invers ist, weil die Vorderradbremse auf der Vorderseite der Vorderradgabel zu befestigen ist, während die Hinterradbremse auf der Hinterseite der entsprechenden Hinterradgabel anzuordnen ist.

Mit dem Anmeldungsgegenstand läßt sich somit durch eine optimale Wahl des Neigungswinkels der Achsen eine beträchtliche Steigerung der Bremskraft erreichen, ohne daß die

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Bremsung gefährlich wird. Es ist hierdurch ein schnelleres Absteigen vom Rad ermöglicht. Die Sicherheit des Radfahrers ist erhöht und auch sein Sicherheitsgefühl ist gesteigert, wobei eine Ermüdung der Hand vermieden ist, da die Kraft am Handgriff unter Zugrundelegung ein und derselben Bremskraft bei den bisherigen Bremsen deutlich geringer ist und der schlechte Wirkungsgrad der Leistungsübertragung bei derartigen mit einem Zugkabel arbeitenden Bremsen, insbesondere im Fall der Hinterradbremse, kompensiert ist. Diese Eigenschaften machen die erfindungsgemäße Bremse in besonderem Maße für Kinderräder geeignet, da diese bislang kaum die ausreichende Kraft aufbringen konnten, um die bislang üblichen Bremsen wirklich wirksam zu betätigen.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben.
Es zeigen

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Zentralzug-Hinterradbremse gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die Bremse nach Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 die Bremse nach Fig. 1 in Seitenansicht,

Fig. 4 eine Schnittdarstellung gemäß Schnitt 4-4 der Fig. 1,

Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Zentralzug-Vorderradbremse gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ein Kurvendiagramm mit Auftragung der Bremskraftkurven in Abhängigkeit vom Neigungswinkel der Achsen der Bremshebel bezüglich der Ebene der Radfelge, wobei die Kurven für verschiedene Werte des Reibkoeffizienten aufgetragen sinde

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Die in Fig. 1 dargestellte Zentralzugbremse für das Hinterrad v/eist zwei sich kreuzende Bremshebel 1 und 2 auf, die symmetrisch bezüglich der Mittelebene 3 der Felge 4 des Rades angeordnet sind. Die Bremshebel 1 und 2 sind schwenkbeweglich um Achsen 5 und 6 gelagert, die auf einem Brückenstück 7 befestigt sind. Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, ist das Brückenstück 7 mittels einer Schraube 8 und einer Mutter 9 auf einer Traverse 10 befestigt, die die beiden Holme der Hinterradgabel des Fahrrades verbindet.

Jeder der beiden Bremshebel 1 und 2 ist an seinem unteren Ende mit einem Bremsschuh 11 ausgerüstet, der der Felge 4 gegenüberliegt und der mittels eines Schuhträgers 12 gehalten ist, der an dem betroffenen Bremshebel mittels einer Schraube 13 befestigt ist (s. Fig. 3). Das Zentralbetätigungskabel 14 der Bremse ist mit den beiden Bremshebeln 1 und 2 unter Zwischenschaltung einer Feder 15 verbunden, die gleichzeitig der Rückstellung der Bremshebel dient. Die Feder 15 hat im wesentlichen die Form eines auf dem Kopf stehenden V. Ihr mittlerer Bereich ist mit dem Betätigungskabel 14 über ein Verbindungsstück 16 verbunden, während ihre Endabschnitte 17 und 18 schraubfederförmig ausgebildet sind und um Zapfen 19 und 20 gewickelt sind, die an den oberen Enden der Bremshebel 1 und 2 vorgesehen sind. Die beiden Enden der Feder 15 stützen sich dabei unter Anschlägen 21 und 22 ab, die an den Bremshebeln 1 und 2 vorgesehen sind.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die Achsen 5 und 6 der Bremshebel 1 und 2 um einen Winkel ä' geneigt bezüglich der Ebene 3 der Felge angeordnet und konvergieren in einem Punkt O, der in dieser Ebene liegt. Die Achsen divergieren dabei in Richtung der Vorwärtsbewegung der Felge, die mit dem Pfeil 23 gekennzeichnet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel -"* etwa 40°.

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Die Fig. 4 zeigt ferner das spezielle Profil, das den Enden des Brückenstückes 7 und dem mittleren Bereich der Bremshebel 1 und 2 gegeben ist, um die entsprechende Schwenklagerung zu bewirken. Die Montage der Bremshebel geschieht dadurch, daß die beiden Bremshebel 1 und 2 schwenkbar auf Schrauben 24 und 25 angeordnet sind, die koaxial zu den Achsen 5 und 6 sind und in dem Brückenstück 7 festgesetzt sind. Diese Anlenkung, deren Größe begrenzt bleibt, erfordert weder Schrauben noch Unterlegscheiben od.dgl. für die Montage der Bremshebel. Aus Gründen des optischen Eindruckes verschließen Deckplatten 26 die Mündungsöffnung der Gewindebohrung in jedem der Bremshebel.

Fig. 5 zeigt eine Zentralzugvorderradbremse, deren Teile denjenigen der vorstehend beschriebenen Hinterradbremse entsprechen und die mit den gleichen Bezugsziffern versehen sind. Zum Unterschied zur Ausführungsform der Hinterradbremse nach Fig. 2 sind hier die Formen der Bremshebel 1 und 2 und des Brückenstückes 7 modifiziert, weil das Brückenstück 7 auf der Vorderseite der Vorderradgabel 17 befestigt ist, die hinter der Bremse liegt, während im Fall der Hinterradbremse die Traverse 10, an der die Bremse befestigt ist, vor dieser liegt.

Das Kurvendiagramm nach Fig. 6 zeigt die Kurven der tangentialen Bremskraft F an der Felge in Abhängigkeit des Neigungswinkels aC der Achsen 5 und 6 der Bremshebel bezüglich der Ebene 3 der Felge, ausgedrückt in Grad. Es sind sechs Kurven aufgezeichnet, entsprechend verschiedenen Reibkoeffizienten des Bremsschuhs an der Felge, und zwar entsprechend den Reibkoeffizienten 0,10- 0,20- 0,30- 0,40-0,50 und 0,60. Alle Kurven steigen in Abhängigkeit vom Winkel ·?< an, wobei die Ordinate für den Winkel oC gleich Null die Bremskraft F darstellt, die mit der bislang üblichen Zentralzugbremse erreicht wird, deren Achsen parallel zur Ebene der Felge liegen.

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Aus den Kurven, die berechnet wurden und deren Verlauf durch Versuche bestätigt wurde, läßt sich folgendes ableiten:

Die Neigung aller gezeigten Kurven bleibt für Winkel «-X zwischen 0 und 20 gering. Man erhält somit keine merkliche Steigerung der Bremskraft F, wenn man einen geringen Neigungswinkel wählt. Es ist davon auszugehen, daß ein wirklich spürbarer Steigerungseffekt ab einem Neigungswinkel von 30 vorhanden ist.

Es ist ferner ersichtlich, daß der erhaltene Steigerungseffekt für einen mittleren Winkel>X umso merklicher ist, je höher der Reibkoeffizient ist. Die erhaltene Verbesserung ist somit für einen niedrigen Reibkoeffizienten, etwa entsprechend einer Bremsung auf einer nassen Felge, gering.

In jedem Fall erhält man aber.; auch hier ein Resultat, das zumindest nicht schlechter ist als bei einem Neigungswinkel .χ gleich Null. Ferner laufen im Fall eines sehr großen Neigungswinkels vX die verschiedenen Kurven stark auseinander und die Bremsung riskiert, in zu.starke Abhängigkeit der naturgemäß gegebenen Schwankungen des Reibkoeffizienten zu geraten, derart, daß die Bremsung dann eine Gefahr bieten könnte. Der Radfahrer hat die Tendenz, den Handgriff der Bremse kräftig zu betätigen, um bei einer nassen Felge gut zu bremsen. Ist dann aber plötzlich die Felge durch die Reibung des Bremsschuhs trocken geworden, steigert sich die Bremsung stoßartig.

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Ein Neigungswinkel oC in der Nähe von 40 vermeidet zugleich die Nachteile zu geringer Neigungswinkel und diejenigen zu großer Neigungswinkel. Wie es das Kurvendiagramm nach Fig. 6 zeigt, ermöglicht es ein derartiger Neigungswinkel im Fall einer trockenen Felge entsprechend einem Reibkoeffi— zienten von etwa 0,50, eine Bremskraft F2 praktisch gleich dem Doppelten der Bremskraft Fl zu erreichen, wie sie mit den bislang üblichen Zentralzugbremsen zu erreichen ist.

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Die Bremshebel der vorstehend beschriebenen Vorderrad- und Hinterradbremsen sind an einem feststehenden Brückenstück des Rahmens des Fahrrades angelenkt. Es versteht sich jedoch, daß der Erfindungsgedanke ohne weiteres auch auf Konsolenbremsen anwendbar ist, bei denen die Bremshebel direkt auf der Vorderrad- oder Hinterradgabel des Fahrrades angelenkt sind. Darüber hinaus läßt sich der Erfindungsgedanke auch auf Bremsen für Räder anwenden, die für vergleichbare Zweiradfahrzeuge, wie beispielsweise Mofas, leichte Motorräder u.dgl. bestimmt sind.

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-AQ-

L e e r s e i t e

Claims (3)

1. ANGENIEUX-CLB 5.A. Patentanwälte

   Dipl.-hv. · U
   Dip!.-¹:·.. ,- · -ck
   *3 Bieiaisk. i-i-iuuiutr >·; ·,* 17

   Patentansprüche

   Zentralzugbremse für Räder, mit zwei Bremshebeln, die Bremsschuhe tragen und die schwenkbar auf Achsen angeordnet sind, dadurch gekennzeich ne t, daß die Achsen (5 und 6) geneigt zur Mittelebene (3) der Radfelge (4) angeordnet sind und die beiden Achsen (5,6) in einem in dieser Ebene gelegenen Punkt konvergieren, wobei die beiden Achsen (5,6) in der Vorbewegungsrichtung der Felge divergieren.
2. 2. Zentralzugbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Achsen (5,6) bezüglich der Mittelebene der Felge mindestens etwa 30 beträgt.
3. 3. Zentralzugbremse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel der Achsen (5,6) bezüglich der Mittelebene der Felge etwa 40 beträgt.

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