DE3131552A1

DE3131552A1 - Brake device

Info

Publication number: DE3131552A1
Application number: DE19813131552
Authority: DE
Inventors: Hermann 8000 München Müller
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-08-08
Filing date: 1981-08-08
Publication date: 1983-02-24

Abstract

A brake device is proposed which enables the energy released when a wheel is braked to be stored by means of a spring and fed back to the drive during acceleration. In the preferred embodiment a pair of rollers brought into partial or full friction contact with the wheel serves for this purpose, both shafts of which pair of rollers are connected to one another by gear wheels and tension a spring or can be driven by said spring, which is to be wound alternately around both shafts in opposite directions in each case. In braking, the spring is tensioned and when the braking is cancelled it is relaxed again.

Description

Hermann MüllerHermann Muller

Vogesenstr. 25a · 3«Vogesenstrasse 25a · 3 «

8000 München 828000 Munich 82

mü 0100 06.08.81mü 0100 06.08.81

0495C0495C

Bremsvor direction

Die Erfindung betrifft ein Bremsvorrichtung insbesondere für ein Rad.The invention relates to a braking device, in particular for a wheel.

Derartige Vorrichtungen sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt. In den allermeisten Fällen wird die überschüssige kinetische Energie durch Reibung in Wärme umgewandelt und diese weiterverwertet oder abgeführt. Andererseits ist es bei Vorgängen, die zu einem häufigen Abbremsen und Wiederbeschleunigen eines Rades führen, wie es zum Beispiel bei Verkehrsmitteln vorkommt, wünschenswert, die freiwerdende Energie nicht einfach zu vernichten, sofern sie nicht als Wärme verwertet Werden kann» sondern zur einfachen Wiederverwendung zur Verfügung zu stellen.Such devices are in numerous embodiments known. In the vast majority of cases, the excess kinetic energy is converted into heat through friction and these are recycled or removed. On the other hand, it is with processes that result in frequent deceleration and re-acceleration a wheel lead, as it occurs, for example, with means of transport, it is desirable that the one that becomes available Not simply destroying energy if it cannot be used as heat »but for easy reuse to provide.

Insbesondere bei Geräten, die keinen Motor aufweisen, sondern mit Muskelkraft angetrieben werden, wie zum Beispiel Fahrrädern, ist es erwünscht, möglichst sparsam mit der Antriebskraft umzugehen und die beim Bremsen freiwerdende überschüssige Energie möglichst wieder verwertbar zu machen. Dabei soll das Bremsverhalten allerdings möglichst wenig beeinträchtigt werden und die Bremsvorrichtung an herkömmlichen Rädern von üblichen Fahrzeugen nachrüstbar sein.Especially with devices that do not have a motor, but are driven by muscle power, such as Bicycles, it is desirable to use the driving force as sparingly as possible and that which is released when braking to make excess energy recyclable as far as possible. The braking behavior should, however, be impaired as little as possible and the braking device can be retrofitted to conventional wheels of conventional vehicles.

mü 0100 - 4 -mü 0 100 - 4 -

Gemäß der Erfindung wird dies bei einer Bremsvorrichtung der eingangs genannten Gattung dadurch erreicht, daß sie eine Einrichtung zum teilweisen Speichern der beim Abbremsen freiwerdenden Energie und zum Wieder-Zuführen der gespeicherten Energie zum Antrieb des Rades aufweist.According to the invention, this is achieved in a braking device of the type mentioned in that it has a Device for partially storing the energy released during braking and for re-supplying the stored energy Having energy to drive the wheel.

Zweckmäßig weist sie ein reibschlüssig mit dem Rad teilweise oder vollständig in Kontakt bringbares Walzenpaar auf, dessen beide Achsen über miteinander kämmende Zahnräder miteinander verbunden sind und eine wechselseitig um beide Achsen im jeweils umgekehrten Drehsinn aufzuwickelnde Feder spannen bzw. von derselben antreibbar sind.It expediently has a pair of rollers that can be brought into contact with the wheel partially or completely in a frictional manner both axes are connected to each other via meshing gears and one alternately around both axes Tension the spring to be wound up in the opposite direction of rotation or can be driven by the same.

Derartige Federn wurden wegen ihrer bezüglich ihres Gewichtes und Volumens besonders vorteilhaften Speicherkapazität bereits mit Erfolg beispielsweise für den Antrieb von Laufbildkamera s verwendet.Such springs were particularly advantageous because of their storage capacity in terms of their weight and volume already with success, for example for the drive of motion picture cameras s used.

Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung, worin im folgenden anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel erörtert: wird. Es zeigenDetails of the invention emerge from the subclaims and the description, in which in the following with reference to the Drawing discusses an embodiment: is. Show it

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Bremse von der Seite her gesehen im Ruhezustand,Fig. 1 is a partially cut-away side view of the brake according to the invention seen from the side at rest,

Fig. 2 den Gegenstand von Fig. 1 von oben her gesehen,Fig. 2 the object of Fig. 1 seen from above,

Fig. 3 den Gegenstand von Fig. 1 von der Seite her gesehen beim Bremsvorgang, und3 shows the object of FIG. 1 seen from the side during the braking process, and

Fig. .4 den Gegenstand von Fig. 1 von der Seite her gesehen beim Beschleunigungsvorgang.FIG. 4 shows the object of FIG. 1 seen from the side during the acceleration process.

mü 0100 - 5 -mü 0 100 - 5 -

Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Bremsrolle 6, die auf der gleichen Achse sitzt wie der Arbeitskern einer Rollenfeder 7, sowie einer Antriebsrolle 3, die auf einer zur ersten parallelen Achse mit einem Vorratskern für die Feder 7 sitzt. Auf den Achsen beider Rollen sitzt ferner jeweils ein Zahnrad 9 bzw. 10. Beide Zahnräder stehen miteinander in Eingriff. Während da$ der Bremsrolle 6 zugeordnete Zahnrad 9 mit derselben fest gekoppelt ist, ist das Zahnrad 10 mit der Antriebsrollenachse über eine Freilaufsperre 11 verbunden.The device essentially consists of a brake roller 6, which sits on the same axis as the working core of a roller spring 7, as well as a drive roller 3, which is on a to the first parallel axis with a supply core for the spring 7 is seated. Also sits on the axes of both roles one gear wheel 9 and 10, respectively. Both gear wheels mesh with one another. While the brake roller 6 is assigned Gear 9 is firmly coupled to the same, the gear 10 is connected to the drive roller axle via a freewheel lock 11 connected.

Das Profil bzw. der Querschnitt der Rollen ist zweckmäßig der Gestalt der abzubremsenden bzw. anzutreibenden Radoberfläche angepaßt, so daß eine möglichst günstige Kraftübertragung ohne übermäßige Beanspruchung der Oberflächen selbst erfolgt.The profile or the cross section of the rollers is expediently the shape of the wheel surface to be braked or driven adapted so that the most favorable power transmission possible without excessive stress on the surfaces themselves he follows.

Beide Achsen befinden sich auf einer Platine 4, die um den Drehpunkt 16 schwenkbar auf dem Schaltarm 17 gelagert ist und durch eine Feder 5 und die Anschläge 18 und 18a auf dem Schaltarm 17 eine bestimmte Lage einnimt. Der Vorratskern 13 der Rollenfeder 7 befindet sich zweckmäßigerweise auf der Antriebsrollenachse, ist aber gegenüber dem Zahnrad 10 und der Antriebsrolle frei beweglich.Both axes are located on a plate 4 which is mounted on the switching arm 17 so as to be pivotable about the pivot point 16 and by a spring 5 and the stops 18 and 18a on the switching arm 17 assumes a certain position. The supply core 13 the roller spring 7 is conveniently located on the drive roller axis, but is opposite the gear 10 and the drive roller can move freely.

Ferner ist am Schaltarm 17 eine Sperrklinke 12 gelagert, deren längeres Ende den Durchmesser der aufgewickelten Feder auf dem Arbeitskern 8 der Feder 7 abtastet»Furthermore, a pawl 12 is mounted on the switching arm 17, the longer end of which has the diameter of the coiled spring scans on the working core 8 of the spring 7 »

Mit der Bremsrolle 6 ist über das Zahnrad 9 ein mit dem letzteren in Eingriff stehendes weiteres Zahnrad 19 verbunden, das seinerseits ein Flügelrad 20 antreibt, das als Hemmwerk dient.Connected to the brake roller 6 via the gear 9 is a further gear 19 which is in engagement with the latter, which in turn drives an impeller 20, which serves as an inhibitor.

mü 0100 - 6 -mü 0100 - 6 -

Das Hemmwerk ist auf dem Träger 4 derart angeordnet, daß die Resultierende der auftretenden Kräfte eine Erhöhung des Andruckes der Antriebsrolle 3 an das Rad 2 bewirkt.The inhibiting mechanism is arranged on the carrier 4 in such a way that the resultant of the forces occurring increases the pressure the drive roller 3 causes the wheel 2.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist folgende:The mode of operation of the device described is as follows:

Um den Bremsvorgang einzuleiten, wird gemäß Figur 3 die dargestellte Bremsvorrichtung über einen Stößel 1 mittels einer nicht dargestellten Betätigungshandhabe gegen das abzubremsende Rad 2 gedruckt. Dabei berührt zwar zuerst die Antriebsrolle 3 das Rad 2, wird aber wegen des Preilaufes 11 ohne wesentlichen Widerstand mitgedreht. Bei weiter zunehmenden Andruck über den Stößel 1 wird die Platine 4 gegen die Kraft der Feder 5 so weit geschwenkt, bis die Bremsrolle 6 das Rad 2 ebenfalls berührt und dadurch die Rollenfeder 7 entgegen deren Spannkraft auf den Arbeitskern 8 gewickelt w i rd.In order to initiate the braking process, the one shown in FIG Braking device via a plunger 1 by means of an actuating handle, not shown, against the brake to be braked Wheel 2 printed. The drive roller 3 touches the wheel 2 first, but because of the pre-run 11 rotated without any significant resistance. With further increasing pressure on the plunger 1, the board 4 is against the The force of the spring 5 is pivoted until the brake roller 6 also touches the wheel 2 and thereby the roller spring 7 against the tension force wound on the working core 8 w i rd.

Nach Beendigung des Bremsvorganges und bei Beibehaltung des Andruckes beider Rollen an das Rad 2 durch den Stößel 1 kann sich die Bremsrolle 6 nicht zurück drehen, da der gegenläufige Antrieb beider Rollen durch die Zahnräder 9 und 10 und die Freilaufsperre 11 dies verhindert.After the end of the braking process and while maintaining the pressure of both rollers on the wheel 2 by the plunger 1 can the brake roller 6 does not turn back, because the opposing drive of both rollers by the gears 9 and 10 and the freewheel lock 11 prevents this.

Nach dem Loslassen des Stößels 1 löst sich beim Zurückschwenken der Bremseinheit zunächst das Bremsrad 6 vom Rad Die von den Windungen der aufgezogenen Rollenfeder 7 angesteuerte Sperrklinke 12 verhindert aber das vollständige Abschwenken der Antriebsrolle 3 solange, bis der Wickel abgelaufen ist. Unter Wirkung der Feder 5 wird also die Rolle solange reibschlüssig gegen das Rad 2 angedrückt und beschleunigt dasselbe solange, bis sich die Rollenfeder 7 aufAfter letting go of the plunger 1, when the brake unit is pivoted back, the brake wheel 6 is initially released from the wheel The pawl 12 controlled by the windings of the rolled-up roller spring 7, however, prevents it from being complete Swing down the drive roller 3 until the lap has run out. Under the action of the spring 5 is the role as long as frictionally pressed against the wheel 2 and accelerated the same until the roller spring 7 is on

mü 0100 - 7 -mü 0100 - 7 -

den Vorratskern zurückgewickelt hat und die Sperrklinke 12 unter der Wirkung der Feder 14 eine Position einnimmt, die das Zurückschwenken der Bremseinheit in die Ausgangsstellung ermöglicht.has rewound the supply core and the pawl 12 under the action of the spring 14 assumes a position which allows the brake unit to pivot back into the starting position.

Um den Andruck der Antriebsrolle 3 an das Rad 2 zu erhöhen, ist die Lage der Rollenachse zum Drehpunkt 16 so gewählt, daß die zwischen der Antriebsrolle 3 und dem Fad 2 wirkende Kraft den Andruck der Antriebsrolle 3 an das Rad 2 erhöht.To increase the pressure of the drive roller 3 on the wheel 2, the position of the roller axis relative to the fulcrum 16 is chosen so that the force acting between the drive roller 3 and the fad 2 the pressure of the drive roller 3 on the wheel 2 is increased.

Eine weitere Erhöhung des Andruckes der Rolle 3 wird dadurch bewerkstelligt, daß, wie in Figur 1 angedeutet, ein auf dem Drehpunkt 16 befindliches und mit dem Zahnrad 9 in Eingriff stehendes Rad 19 das bereits erwähnte Hemmwerk 20 antreibt, das beim Abheben der Antriebsrolle 3 durch Erschütterungen oder Schmutz zur Wirkung kommt und ein Durchdrehen der Antriebsrolle unter vorzeitiger, nutzloser Entspannung der Feder 7 verhindert.A further increase in the pressure of the roller 3 is achieved in that, as indicated in Figure 1, a on the Pivot point 16 located and with the gear 9 in engagement wheel 19 drives the already mentioned escapement 20, which comes into effect when the drive roller 3 is lifted off due to vibrations or dirt and the drive roller spins prevented by premature, useless relaxation of the spring 7.

Die Erfindung ist nicht auf das vorliegende Ausführungsbeispiel beschränkt. So könnte statt der reibschlüssigen Verbindung zwischen Bremse und Rad auch eine formschlüssige über einen Zahnkranz am Rad vorgesehen werden. Bei entsprechender Gegenlagerung des Rades können die Drehachsen der Walzen auch schräg oder senkrecht zur Drehachse des Rades liegen und der Angriffspunkt der Bremse somit innerhalb der Lauffläche liegen.The invention is not limited to the present exemplary embodiment. So could instead of the frictional connection Between the brake and the wheel, a positive fit can also be provided via a ring gear on the wheel. With the appropriate The axes of rotation of the rollers can also be counter-supported at an angle or perpendicular to the axis of rotation of the wheel lie and the point of application of the brake thus within the Lying tread.

Ferner ist die Bremseinrichtung nicht nur für die konvex gekrümmte Lauffläche des im Ausführungsbeispiel dargestellten Rades verwendbar, sundern auch für eine konkave oderFurthermore, the braking device is not only for the convexly curved running surface of the one shown in the exemplary embodiment Wheel can also be used for a concave or

mü 0100 - 8 -mü 0100 - 8 -

ebene Fläche, wie sie an der Seitenflanke des Rades bzw. bei einem geradlinig bewegten abzubremsenden Gegenstand verwendbar.flat surface, such as can be used on the side flank of the wheel or in the case of an object to be braked that is moving in a straight line.

Ferner kann die Vorrichtung auch als sich selbst bremsende bzw. beschleunigende Vorrichtung relativ pu einem ortsfesten Gegenstand verwendet werden.Furthermore, the device can also be self-braking or accelerating device can be used relatively pu a stationary object.

Lee'rseiteLee'rseite

Claims

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t fto β a ο * λt fto β a ο * λ

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Hermann Muller
Vogesenstrasse 25th
Munich 82

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0495C

Expectations

_v lj braking device, particularly for a wheel, characterized ge - denotes''', that it comprises a means for partially storing the energy released during braking, and for re-supplying the stored energy for driving the wheel.

2. Braking device according to claim 1, characterized in that that they are a pair of rollers that can be brought into contact with the wheel (2) partially or completely by frictional engagement (3, 6), the two axes of which are connected to one another via intermeshing gears (9, 10) and tension or tension a spring (7) that is to be wound up alternately about both axes in the opposite direction of rotation. can be driven by the same.

3. Braking device according to claim 2, characterized in that it locks a freewheel (11) for restriction of the direction of rotation of one of the rollers in one direction.

4. Braking device according to claim 3, characterized in that both rollers on a pivotable carrier (4) are arranged and that one of the rollers sum pick up

mü 0100 - 2 -mü 0 100 - 2 -

the excess energy during braking and'die another roller can be swiveled to deliver the stored energy during the acceleration process to the wheel (2), wherein the frictional engagement can be maintained by means of a pawl (12) which is locked as a function of the Peder tension is.

5. Braking device according to claim 4, characterized in that the pawl (12) for maintaining the Frictional engagement scans the winding diameter of the wound spring.

6. Braking device according to one of the preceding claims / characterized in that the axis of the drive roller (3) counter to the running direction of the wheel (2) seen in front of the pivot axis of the carrier (4) so that the one acting between the drive roller (3) and wheel (2) Force increases the pressure of the drive roller (3) on the wheel (2).

7. Braking device according to one of the preceding claims, characterized in that it is equipped with an inhibiting mechanism (20, 19) to prevent excessive speed is provided.

8. Braking device according to claim 7, characterized in that the inhibiting mechanism contains an impeller (20).

9. Braking device according to claim 7 or 8, characterized in that that the escapement is arranged on the carrier (4) in such a way that the resultant of the occurring Forces cause an increase in the pressure of the drive roller (3) on the wheel (2).

In addition 4 sheets of drawings