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Zweirad-Felgenbremse
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Die Erfindung betrifft eine Zweirad-Felgenbremse, insbesondere für
Fahrräder, bei der jeder Bremsbelag mittels eines schwenkbar gelagerten, über ein
Zugseil betätigbaren Betätigungshebels und eines den Bremsbelag tragenden, quer
zur Felge geradlinig verschiebbaren Gleitstückes nach innen zur Anlage an der Felge
bewegbar und durch Federkraft wieder nach außen rückführbar ist.
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Es sind Felgenbremsen bekannt, bei denen Bremsbügel Verwendung finden,
die um eine in Längsrichtung des Fahrrads verlaufende, gemeinsame Achse schwenkbar
sind. Die Stabilität derartiger Felgenbremsen sowie ihre Bremswirkung bei Nässe
lassen sehr zu wünschen übrig.
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Es ist weiterhin eine Zweirad-Felgenbremse der eingangs genannten
Art bekannt (DE-A1-26 55 699), bei der die Bremsbeläge von geradlinig verschiebbaren
Gleitstücken getragen werden, die durch Winkelhebel betätigbar sind, die um eine
quer zur Verschiebeachse des Gleitstückes verlaufende Achse schwenkbar sind. Diese
Felgenbremsen besitzen zwar bereits eine bessere Stabilität als die eingangs genannten
Ausführungen, sind jedoch mit dem Nachteil eines verhältnismäßig großen Raumbedarfes
(in Querrichtung zur Felge) behaftet.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Zweirad-Felgenbremse
der eingangs genannten Art zu schaffen, die sich durch einen stabilen und raum-
sparenden
Aufbau, eine feinfühlige und bei jedem Wetter leichtgängige und wirksame Betätigung
sowie durch eine fertigungs- und montagetechnisch einfache Konstruktion auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Betätigungshebel
um eine mit der Verschiebeachse des Gleitstückes zusammenfallende oder parallel
hierzu liegende Achse schwenkbar ist und mit dem Gleitstück über eine schräg zu
dieser Achse verlaufende Steuerfläche in Verbindung steht.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausführung können die wirkt samen Bremsenteile,
insbesondere die Gleitstücke mit den Bremsbelägen sowie die Betätigungshebel, direkt
an den der Felge unmittelbar gegenüberliegenden Rahmen- bzw. Gabelrohrabschnitten
gehaltert sein. Der Betätigungshebel befindet sich hierbei in unmittelbarer Nähe
des Gleitstückes, so daß sich insbesondere quer zur Felge eine äußerst raumsparende
Bauweise ergibt. Die erfindungsgemäße Felgenbremse zeichnet sich dabei durch außerordentliche
Stabilität und durch eine besonders feinfühlige, bei jeder Witterung höchst wirksame
Bremsbetätigung aus.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche
und werden im Zusammenhang mit der Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele näher
erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
Fig.1 einen Schnitt durch
ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Felgenbremse; Fig.2 eine Seitenansicht
in Richtung des Pfeiles II der Fig.1; Fig.3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles
III der Fig.1; Fig.4 eine teilweise geschnittene Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles;
Fig.S einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig.4; Fig.6 eine Ansicht eines dritten
Ausführunysbeispieles; Fig.7 einen Schnitt längs der Linie Vil-Vil der Fig.6; Fig.8
und 9 Aufsicht und Seitenansicht eines vierten Ausführungsbeispieles der Erfindung;
Fig.10 eine Schema-Ansicht, die die Montage der Felgenbremse gemäß den Fix.8 und
9 veranschaulicht; Fig.11 einen Schnitt (in verctrößertem Maßstab) durch die wesentlichen
Teile der Felgenbremse gemäß den Fig. 8 und 9;
Fig.12 und 13 Längsschnitt
und Stirnansicht der zum Ausführungsbeispiel der Fiq.8 bis 11 gehörenden Gewindebuchse.
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Bei dem in den Fig.1 bis 3 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel
ist ein Lagergehäuse 1 an einem Rohrabschnitt R der Felge F gegenüberliegend befestigt.
Bei diesem Rohrabschnitt R kann es sich sowohl um einen Schenkel der Gabel für das
Vorderrad als auch um einen entsprechenden Rahmenrohrabschnitt handeln, in dem das
Hinterrad eines Fahrrads angeordnet ist. Dargestellt ist lediglich die linke HälftE
der Felgenbremse, während auf der rechten Seite der Felge F eine entsprechende Bremsanordnung
vorgesehen ist (in Fig.3 lediglich durch strichpunktierte Linien angedeutet).
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Das Lagergehäuse 1 enthält eine obere und untere Gehäusehälfte 2 bzw.
3, die durch Schrauben 19 miteinander verbunden sind. Das Lagergehäuse 1 ist über
Schrauben 20 an einer Platte 32 befestigt, die mit dem Rohrabschnitt R verschweißt
ist.
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An der der Felge F zugewandten Stirnseite 4 weist das Lagergehäuse
1 eine Ausnehmung 5 auf, in der ein Gleitstück 6 quer zur Felge entlang einer Verschiebeachse
VA geradlinig verschiebbar ist. Die gegen die Felge F gerichtete freie Stirnseite
7 des Gleitstückes 6 trägt einen fest mit dem Gleitstück 6 verbundenen, jedoch auswechselbaren
Bremsbelag 8.
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Das Gleitstück 6 ist zweiteilig ausgebildet. Ein erster Teil 6a trägt
den Bremsbelag 8 und ist innerhalb der genannten Ausnehmung 5 des Lagergehäuses
1 in Richtung der Verschiebeachse VA gleitbeweglich, jedoch unverdrehbar gelagert.
Zu diesem Zweck weist der erste Teil 6a des Gleitstückes 6 einen von einer Kreisfläche
abweichenden, vorzugsweise quadratischen Querschnitt auf. Der Querschnitt der Ausnehmung
5 ist dem des Gleitstückteiles 6a angepaßt.
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Der zweite Teil des Gleitstückes 6 wird durch eine Gewindespindel
10 mit verhältnismäßig großer Steigung gebildet. Sie schließt sich axial unmittelbar
an die der Felge F abgewandte Stirnseite 9 des ersten Gleitstückteiles 6a an und
ist mit diesem Gleitstückteil eine Kexbverzahnung und 6a durch/eine Schraube 33
dreht und verschiebefest verbunden. Das Außengewinde der Gewindespindel 10 steht
mit dem Innengewinde einer Gewindebuchse 11 in Eingriff, deren Außenumfang im wesentlichen
zylindrisch ausgestaltet und drehbar in einer zylindrischen Innenbohrung 1a des
Lagergehäuses 1 gelagert ist.
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Die Gewindebuchse 11 weist an ihrem äußeren Umfang einen radial verlaufenden
Betätigungshebel 12 auf, der durch einen in der oberen Gehäusehälfte 2 vorgesehenen
Führungsschlitz 13 hindurchgreift. Dieser Führungsschlitz 13 begrenzt die in Richtung
des Doppelpfeiles 12a mögliche Schwenkbewegung des Betätigungshebels 12. Am äußeren
Ende 14 des Betätigungshebels 12 ist mittels einer drehbar gelagerten Schraubverbindung
15 das Zugseil 16 eines Bowdenzuges 17 festgeklemmt. Am äußeren Umfang des Lagergehäuses
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ist eine Schraubenfeder 18 vorgesehen, deren eines Ende am Betätigungshebel
12 angreift und deren anderes Ende am Lagergehäuse 1 festgelegt ist.
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Bei einer Betätigung der Felgenbremse wird das Zugseil 16 in Richtung
des Pfeiles Z gezogen. Dadurch wird der Betätigungshebel 12 entgegen der Kraft der
Schraubenfeder 18 qeschwenkt. Infolgedessen wird die mit dem Betätigungshebel 12
verbundene Gewindebuchse 11 in der Bohrung 1a des Lagergehäuses 1 gedreht.
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Da der Führungsschlitz 13 für den Betätigungshebel 12 in einer rechtwinklig
zur Verschiebeachse VA verlaufenden Ebene liegt, kann sich die Gewindebuchse 11
bei dieser Drehbewegung innerhalb der Bohrung la des Lagergehäuses 1 nicht axial
verschieben.
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Durch die miteinander in Eingriff stehenden Gewinde der Gewindebuchse
11 und der Gewindespindel 10 ergibt sich eine schräg zur Schwenkachse des Betätigungshebels
12 verlaufende Steuerfläche. Eine Drehung der Gewindebuchse 11 hat infolgedessen
eine geradlinige Verschiebung der Gewindespindel 10 und damit auch des Gleitstückteiles
6a und des von ihm getragenen Bremsbelages 8 zur Folge. Der Bremsbelag 8 kommt infolgedessen
zur Anlage an der Felge F.
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Wird das Zugseil 16 freigegeben, so dreht die gespannte Schraubenfeder
18 den Betätigungshebel 12 im Uhrzeigersinn (Fig.2) zurück. Die Drehbewegung der
Gewindebuchse 11 hat infolgedessen eine axiale Bewegung der Gewindespindel 10 und
ein Abheben des Bremsbelages 8 von der Felge F zur Folge.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 und 5 wird der Bremsbelag
22 vom ersten Teil 23a eines quer zur Felge geradlinig verschiebbaren Gleitstückes
23 getragen. Der erste Gleitstückteil 23a ist im wesentlichen vor der Gehäusestirnseite
24 außerhalb des Lagergehäuses 21 angeordnet und im Bereich seines äußeren Umfanges
mit vom Bremsbelag 22 abgewandten axialen Führungsansätzen 25 versehen, die in je
einer axialen Führungsnut 26 im äußeren Umfang des Lagergehäuses 21 geführt sind.
Der erste Gleitstückteil 23a ist damit unverdrehbar, jedoch axial verschiebbar im
Lagergehäuse 21 geführt.
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Der gehäuseinnere zweite Teil 23b des Gleitstückes 23 ist durch einen
Verbindungszapfen 27 verschiebefest, jedoch drehbar mit dem ersten Teil 23a verbunden.
Der zweite Gleitstückteil 23b kann auch bei diesem Ausführungsbeispiel in Form einer
Gewindespindel ausgebildet sein, die ein Außengewinde von großer Steigung besitzt.
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Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.1 bis 3 ist bei
der Variante gemäß den Fig.4 und 5 im Lagergehäuse 21 keine gesonderte Gewindebuchse
vorgesehen. Die zylindrische Innenwand 21a des Lagergehäuses 21 trägt ein Innengeinde,
das mit dem Außengewinde des Gleitstückteiles 23b in Verbindung steht.
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Der als Gewindespindel ausgebildete Gleitstückteil 23b trägt einen
Betätigungshebel 29, der durch einen im Lagergehäuse 21 vorgesehenen Führungs-
schlitz
30 radial nach außen greift und an seinem äußeren Ende 29a mit dem Zugseil 31 verbunden
ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel besitzt der Führungsschlitz 30 eine
dem Schraubgewinde von Innengewinde 28 und Gleitstückteil 23b angepaßte Schraubenlinienform.
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Wird der Betätigungshebel 29 durch das Zugseil 31 in Richtung des
Pfeiles Z bewegt, so dreht sich der Gleitstückteil 23b im Innengewinde 28 des Lagergehäuses
21 und verschiebt sich gleichzeitig in Richtung der Achse VA, so daß der Bremsbelag
22 an die Felge angedrückt wird. Die Rückführung erfolgt auch hier durch eine (nicht
veranschaulichte) Feder, die beispielsweise an dem kleinen Loch 29b des Betätigungshebels
29 angreifen kann.
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Bei dem in den Fig.6 und 7 dargestellten dritten Ausführungsbeispiel
ist in einem Lagergehäuse 41 ein Gleitstück 42 geradlinig verschiebbar, dessen der
Felge F zugewandter erster Teil 42a einen Bremsbelag 43 trägt. Dieser erste Gleitstückteil
42a ist gleitbeweglich, jedoch unverdrehbar in einer entsprechend angepaßten Gehäuseausnehmung
44 geführt.
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Der zweite Gleitstückteil 42b ist mit dem ersten Teil 42a verschiebefest,
jedoch relativ dazu verdrehbar verbunden. Der zweite Gleitstückteil 42b ist als
zylindrischer Zapfen ausgeführt, der in einer zylindrischen Bohrung 41a des Lagergehäuses
41 gelagert ist. Das Lagergehäuse 41 weist einen Führungsschlitz 45 auf, durch den
ein drehfest mit dem zweiten Gleitstückteil 42b verbundener Betätigungshebel 46
radial nach außen geführt ist. Der Führungs-
schlitz 45 verläuft
schraubenlinienförmig und bildet mit seinen radialen Längsflächen 45a, 45b die Steuerfläche
für den Betätigungshebel 46 und das Gleitstück 42.
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Der Betätigungshebel 46 ist als Stift ausgebildet und durch eine Bohrung
des zweiten Gleitstückteiles 42b hindurchgesteckt. Das äußere Ende des Betätigungshebels
46 ist mit dem Zugseil 47 verbunden. Eine Rückführfeder 48 sorgt für die Rückführung
von Betätigungshebel 46 und Gleitstück 42 in die Ausgangslage nach Freigabe des
Zugseiles 47.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in
den Fig.9 bis 13 veranschaulicht. Es stellt eine Abwandlung der Ausführungsform
gemäß den Fig.1 bis 3 dar. Soweit die Bauteile identisch sind, finden gleiche Bezugszeichen
wie in den Fig.1 bis 3 Verwendung. Es werden demgemäß auch nur diejenigen Merkmale
näher erläutert, in denen sich das Ausführungsbeispiel der Fig.9 bis 13 von der
Anordnung nach den Fig.1 bis 3 unterscheidet.
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Die Gewindebuchse 11, die bei dem Ausführungsbeispiel der Fig.1 bis
3 in Form eines einstückigen Metallteiles ausgebildet ist, besteht bei der Variante
gemäß den Fig.9 bis 13 aus einem den Betätigungshebel 12 bildenden äußeren metallischen
Teil lla (der vorzugsweise als Fließpreßteil aus Stahl oder Buntmetall hergestellt
wird) und einem eingespritzten inneren Gewindeteil lib aus Kunststoff. Während sich
nämlich ein Metallgewinde von sehr großer Steigung nur mit
verhältnismäßig
hohen Kosten in Serie herstellen läßt, ergibt sich für ein eingespritztes Kunststoffgewinde
eine sehr kostengünstige Fertigung (der äußere metallische Teil erhält hierbei zweckmäßig
eine oder mehrere radiale Bohrungen zum Einspritzen des Kunststoffmateriales). Das
eingespritzte Kunststoffgewinde besitzt sehr gute Gleiteigenschaften (geringere
Reibung als Stahl auf Stahl) und bedarf keiner Schmierung, was eine weitgehende
Wartungsfreiheit der Felgenbremse ermöglicht.
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Wie insbesondere Fig.13 erkennen läßt, besitzt der äußere metallische
Teil 11a der Gewindebuchse 11 einen polygonalen (hier sechseckigen) Innenquerschnitt,
der zur drehfesten Aufnahme des Kunststoff-Gewindeteiles 11b dient. Zur Sicherung
des Kunststoff-Gewindeteiles lib in axialer Richtung ist ein radial nach innen vorspringender
Bund 11c am äußeren Teil 11a vorgesehen.
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Abweichend vom Ausführungsbeispiel der Fig.1 bis 3 ist ferner bei
der Anordnung nach den Fig.9 bis 13 der Betätigungshebel 12 mit einem auf dem Lagergehäuse
51 drehbar gelagerten, zylindrischen Zwischenglied verbunden, das in Form eines
äußeren Abschlußdeckels 52 des Lagergehäuses ausgebildet ist. Dieser Abschlußdeckel
52 weist eine Ausnehmung 52a auf, in die der Betätigungshebel 12 eingreift. Weiterhin
besitzt der Abschlußdeckel 52 eine gabelförmige Aufnahme 52b, an der das Zugseil
16 angreift. Wie insbesondere Fig.9 erkennen läßt, ist das Zugseil 16 über einen
Teil des zylindrischen Umfanges des Ab-
schlußdeckels 52 geführt
und an einer solchen Umfangsstelle (in der Aufnahme 52b) mit dem Abschlußdeckel
52 verbunden, daß während der gesamten Betätigungsbewegung der Hebelarm zwischen
dem Verbindungspunkt (Aufnahme 52b) und der Drehachse (Verschiebeachse VA) konstant
bleibt. Die auf diese Weise während der gesamten Betätigungsbewegung vorhandene
Konstanz der Hebelübersetzung ermöglicht ein kraftsparendes und feinfühliges Betätigen
der Bremse. Der Abschlußdeckel 52, der somit das Zwischenglied zwischen dem Zugseil
16 und dem Betätigungshebel 12 bildet, stellt zugleich eine äußere Abdeckung der
Bremse dar, die vor allem das Eindringen von Schmutz in die Bremseinheit verhindert.
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Abweichend vom ersten Ausführungsbeispiel ist ferner bei der Ausführung
gemäß den Fig.9 bis 13 die Gestaltung des Lagergehäuses 51. Es enthält eine Einlage
53 aus Stahlblech, die mit Kunststoff 54 ummantelt ist. Der der Felge zugewandte
Kunststoffteil ist zweckmäßig in Form von zwei Halbschalen 54a, 54b ausgebildet.
Diese Gestaltung des Lagergehäuses 51 als Verbundteil aus Metall und Kunststoff
gewährleistet bei sehr kostengünstiger Herstellung die notwendige Festigkeit und
Stabilität.
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Am inneren Umfang ist das Lagergehäuse 51 mit einer Ringnut 55 versehen,
in die ein radial vorspringender Bund lid des metallischen äußeren Teiles 11a der
Gewindebuchse 11 eingreift. Hierdurch wird die notwendige axiale Verschiebesicherung
der Gewindebuchse 11 im Lagergehäuse 51 gewährleistet.
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Abweichend von den Fig.1 bis 3 ist bei der Ausführung nach den Fig.9
bis 13 schließlich die Halterung der Bremseinheit am Fahrrad. Wie insbesondere Fig.10
erkennen läßt, ist die aus dem Lagergehäuse 51 (mit allen darin untergebrachten
Teilen) und dem Abschlußdeckel 52 bestehende Baueinheit 56 als Ganzes in Richtung
des Pfeiles 57 (d.h. quer zur Felge) in eine fahrradfeste Gehäuseaufnahme 58 einschiebbar
und in dieser Gehäuseaufnahme mittels einer Schraube 59, deren Spitze in eine Vertiefung
60 am Umfang des Lagergehäuses 51 eingreift, arretierbar. Die Gehäuseaufnahme 58
ist zu diesem Zweck mit einem Durchbruch 61 versehen, durch den der den Bremsbelag
8 tragende Gleitstückteil 6a passend und gegen Verdrehung gesichert hindurchgreift.
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Die Gehäuseaufnahme 58 läßt sich mittels Schrauben 62, 63 an einer
Platte 64 befestigen, die mit dem Rohrabschnitt R verschweißt ist. Die Gehäuseaufnahme
58 weist ferner einen Ansatz 65 auf, in dem eine Führungsnut 66 für das Zugseil
16 vorgesehen ist. Auf diese Weise ist das Zugseil 16 zuverlässig längs des Umfanges
des Abschlußdeckels 52 geführt und gegen seitliches Abrutschen gesichert.
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Wird ein Rohrabschnitt des Fahrrads in einer der Gehäuseaufnahme 58
entsprechenden Form ausgestaltet, d.h. mit einem zum Einsetzen der Baueinheit 56
geeigneten Durchbruch versehen, so kann auf eine gesonderte Gehäuseaufnahme 58 verzichtet
werden. Die erfindungsgemäße Bremse läßt sich daher als Einheit sehr leicht und
einfach montieren, beispielsweise
in eine mit einer entsprechenden
Aussparung versehene Vorderradgabel eines Fahrrades.
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Während bei den erläuterten Ausführungsbeispielen die Verschiebeachse
VA des Gleitstückes zugleich die Schwenkachse für den Betätigungshebel bildet, sind
im Rahmen der Erfindung auch Ausführungen möglich, bei denen diese beiden Achsen
gegeneinander parallel verschoben sind.
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Was die Gewindesteigung der Steuerfläche anbelangt, so wird sie einerseits
so groß gewählt, daß die gewünscht Schnelligkeit der Bremsbewegung gewährleistet
ist, andererseits jedoch nur so groß, daß noch eine klemmfreie, feinfühlige Betätigung
der Bremse möglich ist. Das Schraubgewinde kann ein- oder mehrgängig ausgeführt
werden. Bei einem eingängigen Schraubgewinde ist im allgemeinen eine größere Gewindetiefe
mit entsprechend stabilen Gewindeflanken zweckmäßig, während bei einem mehrgängigen
Schraubgewinde eine geringere Gewinde tiefe mit weniger starken Gewindeflanken ausreichend
ist.
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Die erfindungsgemäße Felgenbremse kann sowohl an den Schenkeln der
Vorderradgabel eines Fahrrads, als auch an den entsprechenden Rohrabschnitten des
Rahmens für das Hinterrad angebracht werden. Eine besonders bevorzugte Anordnungsstelle
für die Bresenteile des Hinterrades ist der unmittelbar hinter dem Tretlager befindliche,
U-förmige Rahmenteil, der das Hinterrad gabelförmig umfaßt. Diese Anordnung der
Hinterrad-Bremsenteile gestattet eine gleiche Anordnung
und Kabelführung
für Damen- und Herren-Fahrräder.
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Begünstigt wird diese Anbringungsstelle auch noch durch die besonders
stabile Ausbildung dieses Rahmenteiles.