DE4222044A1 - Hydraulische Scheibenbremse für Fahrräder oder dergleichen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydraulische Scheibenbremse für Fahrräder oder dergleichen gemäß dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Hydraulische Scheibenbremsen sind aus dem Motorradbau hinrei­ chend bekannt. Eine Scheibenbremse für Fahrräder - jedoch in mechanischer Ausführung - ist aus der DE 22 29 481 bekannt, wo in einem axial verschiebbaren Bremssattel sowohl das Spiel vor­ eingestellt ist als auch die Vermittelung des Abstandes des je­ weiligen Bremsbelages von der Bremsscheibe über eine Einstell­ schraube einstellbar ist. Eine Rückholfeder am Betätigungshebel sorgt für die Rückkehr der Bremsbeläge in die Ausgangsposition. Eine solche Scheibenbremse bringt neben hohen Reibungswider­ ständen auch Einstellprobleme, die auf die Summe mehrerer Fertigungstoleranzen im Betätigungsmechanismus zurückzuführen sind. Das Spiel für jeden Bremsbelag muß relativ groß voreinge­ stellt werden und Verkantungen treten auf, da die Verschie­ bungen auf zwei voneinander beabstandeten Achsen stattfinden, die zu unerwünschten Momenten führen.

Hydraulisch betätigte Felgenbremsen sind beispielsweise mit der DE 33 25 970 bekannt, wo speziell am Fahrrad hydraulisch Kraft übertragen wird. Die Anpreßkräfte für die Bremsbeläge sind bei Felgenbremsen entsprechend dem großen Felgendurchmesser gerin­ ger, weshalb auch die Ausführung der Bremszylinder entsprechend verkleinert werden kann. Die systembedingten Nachteile der Felgenbremse, wie die Feuchtigkeitsabhängigkeit sowie die Materialauswahl für die Felge bleiben indessen erhalten. Bei­ spielsweise findet sich kaum eine Gummimischung, die eine be­ friedigende Bremswirkung in Verbindung mit verchromten Stahl­ felgen erzeugt. Solche Felgen aber werden besonders in preis­ günstigen Fahrrädern verwendet.

Die Erfindung hat es sich daher zur Aufgabe gemacht, eine Scheibenbremse für Fahrräder mit hydraulischer Betätigung zu schaffen mit allen Vorteilen der bei diesem Bremsentyp erreich­ baren Bremswirkung und einer Ausgestaltung zur Einstellung, die die Adaption der Bremse an allen Fahrrädern ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe ist in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 beschrieben.

Ausgestaltungen zur Einstellung und Adaption am Rahmen des Fahrrades sind in den Unteransprüchen enthalten.

Anhand von Zeichnungen von einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine Scheibenbremse, auf dessen Fläche die Achse des Bremskolbens und die - hier nicht dargestellte - Achse der Bremsscheibe liegen;

Fig. 2 einen Schnitt analog Fig. 1 mit der Darstellung von verschiedenen Feder-Rückstellvarianten für den Bremskolben;

Fig. 3 einen Belagträger mit seinem stielartigen Fortsatz.

Wird mit 1 ein Bremssattel bezeichnet, so umschließt dieser zangenartig eine Bremsscheibe 21, die an der hier nicht darge­ stellten Nabe eines Laufrades eines Fahrrades angeflanscht ist. Der Bremssattel 1 trägt auf der einen Seite der Bremsscheibe 21 eine sacklochartige Bohrung 1a, in der ein Bremskolben 8 axial verschiebbar angeordnet ist. Da es sich um einen Kolben han­ delt, der hydraulischen Druck in Axialkraft verwandeln muß, ist eine Ringdichtung 9 an seinem Umfang angeordnet, die den Raum, der mit einer Bremsflüssigkeit gefüllt ist, von dem trockenen und atmosphärischen Bereich der Bremseinrichtung trennt.

Der Bremskolben 8 schlägt am Boden der sacklochartigen Boh­ rung 1a im Bremssattel 1 an, wozu ihn eine auf Druck vorge­ spannte Feder 11 veranlaßt, die mit einem Ende an einem Spreng­ ring 12, der im Bremskolben 8 fixiert ist, anliegt und deren anderes Ende mit dem Bremssattel 1 über einen Bund 23 einer mit diesem fest verbundenen Federschraube 10 zusammenwirkt. Der Bremskolben 8 muß durch Federkraft in der Ausgangsposition ge­ halten werden, um das von Anfang an vorbestimmte Spiel s zwi­ schen der Bremsscheibe 21 und einem Bremsbelag 18b sicher ein­ halten zu können. Auf der gegenüberliegenden Seite der Brems­ scheibe 21 muß sich das gleiche Spiel s ergeben, um der Brems­ scheibe 21 und somit dem abzubremsenden Laufrad immer den nötigen Freigang zu garantieren, wenn die Bremse nicht betätigt wird, da Widerstände für muskelgetriebene Fahrzeuge unbedingt zu vermeiden sind.

Die Forderung nach unbedingtem Freigang der Bremsscheibe 21 bei nicht betätigter Bremse beinhaltet auch eine Einstellmöglich­ keit bzw. Verschiebbarkeit des gesamten Sattelsystems hinsicht­ lich der Mittellage der Bremsscheibe 21 in bezug auf die beiden Bremsbeläge 18a und 18b zur Gleichmachung der Spiele s rechts und links dieser Bremsscheibe 21. Diese Einstellung erfolgt über die Verschiebbarkeit des Bremssattels 1 in einer Bohrung 2a eines Führungszylinders 2. Zwischen dem Boden des Bremssat­ tels 1 und dem Boden des Führungszylinders 2 liegt eine vorge­ spannte Feder 6, die als Druckfeder den Bremssattel 1 aus der Bohrung 2a hinausdrücken will. Diese Bewegung wird durch eine Einstellschraube 22 gestoppt, die von außen zentral den Boden des Führungszylinders durchragt und mit dem Bremskolben 8 über die Federschraube 10 fest verbunden ist. Der Führungszylinder 2 wird rahmenfest mit dem Fahrrad über einen geschlitzten Ring 5 verbunden, der mit einem ebenfalls geschlitzten Bremshalter 3 mittels einer hier nicht dargestellten Feststellschraube in der Bohrung 3a verklemmt wird. Läßt sich zwischen Ring 5 und Füh­ rungszylinder 2 bereits eine axiale Einstellung erreichen, so erreicht man mit einer Kugeloberfläche 4 zwischen Ring 5 und Bremshalter 3 eine Beseitigung von Fluchtungsfehlern zwischen Nabenachse des Laufrades des Fahrrades und der Achse des Brems­ kolbens 8. In manchen Fällen kann auf eine Verdreheinstellung verzichtet werden, was zur Folge hat, daß der Bremshalter 103 auf dem Bremszylinder 2 bei Wegfall des Ringes 5 geklemmt wird, nachdem durch Axialverschieben der beiden Teile gegeneinander eine Grobeinstellung herbeigeführt worden ist.

In der Bohrung 2a ist eine Spannfeder 15 fest angeordnet, die in einer Nut 16 des Bremssattels 1 axial verschiebbar ist und auf diese Weise das Verdrehen des Bremssattels 1 im Führungs­ zylinder 2 verhindert. Die Feineinstellung bzw. Vermittelung der Bremsbeläge 18a und 18b bezogen auf die Bremsscheibe 21 er­ folgt über die Einstellschraube 22 gegen den Druck der Feder 6. Das gesamte Spiel 2×s wird vom Hersteller durch genaue Einhal­ tung von Fertigungstoleranzen eingehalten; sollte es aber aus bestimmten Gründen, beispielsweise bei Verwendung verschieden starker Bremsscheiben, nötig werden, dort eine Einstellung vor­ zunehmen, so wird die Montage eines Distanzringes 14 vorge­ schlagen, der als Anschlag zwischen Bremskolben 8 und Bremssat­ tel 1 dient und mit verschiedenen Dicken die Möglichkeit bie­ tet, Spielabweichungen auszugleichen. Bremssattel 1 und Füh­ rungszylinder 2 sind gegen Schmutz durch ein gummielastisches Ringteil 17 geschützt, das als Faltenbalg oder als Rollbalg die Bewegung der beiden Teile nicht oder nur unwesentlich be­ hindert.

Der Bremsbelag 18b muß mit dem Bremskolben 8 alle Axialbewegun­ gen mitmachen, weshalb er mit diesem vorzugsweise über eine Schnappverbindung gekoppelt wird. Diese Schnappverbindung wird mit einem Befestigungsniet 19a, 19b erreicht, wobei dessen Kopf sich federnd durch einen geringfügig engeren Durchmesser druckknopfähnlich hindurchdrücken läßt und so seine definierte Lage einmal zum Bremskolben 8 und ein anderes Mal zum Bremssat­ tel 1 bekommt. Diese Bremsbeläge 18a und 18b sind bei vormon­ tierten Befestigungsnieten 19a und 19b mit Belagträgern 20a und 20b verbunden, die von den Befestigungsnieten 19a und 19b hintergriffen werden und den Bremsbelag 18b mit dem Bremskol­ ben 8 sowie dem Bremsbelag 18a mit einer Scheibe 31 verbinden, wobei diese Scheibe 31 gegenüber dem Bremssattel 1 als Widerlager dient und den Bremsbelag 18a in Position zum Bremssattel hält.

Um zu verhindern, daß die Bremsbeläge 18a und 18b sich verdre­ hen - aber auch um die Demontage zu vereinfachen - haben die Belagträger 20a und 20b die Form einer Bratpfanne mit Stiel, wobei gemäß Fig. 3 ein Stiel 20c an beide Belagträger angeformt ist, der von außen zugänglich ist und Wartungsarbeiten erleich­ tert. Dieser Stiel 20c der beiden Belagträger 20a und 20b liegt formgenau zwischen zwei Flanken 24a und 24b im Bremssattel 1, wodurch die Lage definiert und ein Verdrehen bzw. Verschieben gegenüber dem Bremssattel 1 verhindert wird. Die Zusammenbauten der Belagträger 20a und 20b sowie der Bremsbeläge 18a und 18b zusammen mit den Befestigungsnieten 19a und 19b sind jeweils identisch und daher austauschbar.

Die Anfederung des Bremskolbens 8 kann gemäß Fig. 2 abgewan­ delt werden in einen Bremskolben 108, der von einer am Brems­ sattel 101 befestigten Feder 111 zurückgeholt wird. Eine zweite Variante zeigt ebenfalls in Fig. 2 einen Bremskolben 208, der von einer Feder 211 zurückgeschoben wird, die sich an einem Sprengring 123 abstützt, der mit dem Bremssattel 101 fest ver­ bunden ist. Eine solche Lösung hat den Vorteil, daß alle nöti­ gen Konturen bei der Drehbearbeitung des Bremskolbens 208 und des Bremssattels 101 ohne Zusatzaufwand anbringbar sind.

Wird von einem hier nicht gezeigten Steuerzylinder durch Hand­ hebelbetätigung Druck erzeugt, so teilt sich dieser über eine Druckleitung 7 einer Zuleitung 7a im Bremssattel 1, 101 und schließlich dem Boden des Bremskolbens 8, 108, 208 mit, wodurch die Haltekraft der Feder 11, 111, 211 überwunden wird und der Bremskolben 8, 108, 208 in Richtung Bremsscheibe 21 verschoben wird. Die Verschiebung bewirkt die Anlage des Bremsbelages 18b an der Bremsscheibe 21. Der Kolben 8, 108, 208 verschiebt sich relativ zum Bremssattel 1, 101 weiter, jedoch mit der Folge, daß nun der Bremssattel 1, 101 sich in die Gegenrichtung ver­ schiebt, bis der Bremsbelag 18a ebenfalls an der Bremsscheibe 21 anliegt. Bei dieser Bewegung verschiebt sich der Bremssat­ tel 1, 101 gegenüber dem rahmenfesten Führungszylinder 2, wo­ bei er die unter Druck stehende Feder 6 zusammendrückt und den Kopf der Einstellschraube 22 von seiner Anlage am Führungs­ zylinder 2 nach auswärts verschiebt. Liegen nun beide Brems­ beläge 18a und 18b an der Bremsscheibe 21 an, so wird bei Druckverstärkung eine Bremsung erzielt, wenn sich das Laufrad und somit die Bremsscheibe 22 dreht.

Claims (17)

1. Hydraulische Scheibenbremse für Fahrräder oder ähnlich geartete Fahrzeuge, bestehend aus

• - einer Bremsscheibe, die mit der Radnabe fest verbunden ist,
• - einem Bremssattel, der nach dem Schwimmsattelprinzip axial verschiebbar gelagert ist und einen von mindestens zwei Bremsbelägen trägt,
• - einem Bremskolben, der in einer entsprechenden Bohrung im Bremssattel axial verschiebbar ist und seine Be­ wegung einem zweiten Bremsbelag mitteilt,
• - einer Zuleitung für die Bremsflüssigkeit im Bremssattel, die unter Druck gesetzt werden kann und den Kolben zur axialer Verschiebung im Bremssattel veranlaßt,
• - einer Entlüftungsleitung im Bremssattel parallel zur Zuleitung der Bremsflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß der erforderliche Abstand zwischen den Bremsbelägen (18a und 18b), nämlich 2×s, zu­ züglich der Dicke der Bremsscheibe (21) durch die Lage des Bremskolbens (8) gegenüber dem Bremssattel (1) vorgegeben ist, wobei dieser Abstand durch den Anschlag des Bremskol­ bens (8) am Bremssattel (1) definiert wird und daß das Ver­ mitteln des Bremssattels (1) zur Erreichung des gleichen Spiels s zu beiden Seiten der Bremsscheibe (21) gegenüber den Bremsbelägen (18a und 18b) mit der Einstellschraube (22) hergestellt wird, die den Bremssattel (1) gegenüber einem rahmenfesten Führungszylinder (2) verstellt.

2. Hydraulische Scheibenbremse nach Einspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Anschlag des Bremskolbens (8) am Bremssattel (1) durch die Dicke einer Anschlagscheibe (14) voreinstellbar ist.

3. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsbelag (18a) mit dem Bremssattel (1) und der Bremsbelag (18b) mit dem Bremskol­ ben (8) lösbar verbunden sind.

4. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungen zwischen Bremsbelag (18a) und dem Bremssattel (1) sowie Bremsbelag (18b) und dem Bremskolben (8) über eine druckknopfähnliche Schnapp­ verbindung verbunden sind.

5. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremskolben (8) bei nicht betätigter Bremse von der Haltekraft einer Feder (11) am Anschlag im Bremssattel (1) festgehalten wird.

6. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Federschraube (10) mit dem Bremssattel (1) im Zentrum der Bohrung (1a) für den Bremskolben (8) fest verbunden ist und ihrerseits ein Ge­ winde aufweist, in das eine Einstellschraube (22) ein­ greift.

7. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Federschraube (10) einen Bund (23) aufweist, der das Widerlager für die Feder (11) bildet, deren Druckkraft sich dem Bremskolben (7) über einen Sprengring (12) mitteilt.

8. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine am Bremssattel (101) be­ festigte Feder (111) den Bremskolben (108) in Richtung seines Anschlages am Bremssattel (101) vorspannt.

9. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Feder (211) in einer ring­ förmigen Ausnehmung (213) des Bremskolbens (208) angeord­ net ist und diesen an seinem Anschlag am Bremssattel (101) dadurch festhält, daß sie sich an einem Sprengring (123) im Bremssattel (101) abstützt.

10. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremssattel (1) mit Hilfe einer Nut (16) und einer Spannfeder (15) in dem Führungs­ zylinder (2) drehfest, aber axial verschiebbar gelagert ist.

11. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nut (16) im Bremssattel (1) und die Spannfeder (15) im Führungszylinder (2) angeordnet sind.

12. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (2) mit dem Rahmen des Fahrrades über eine Klemmeinrichtung (105) verbunden ist, die eine axiale Verschiebung des Führungs­ zylinders (2) zur Grobeinstellung des Systems zuläßt.

13. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungszylinder (2) mit dem Rahmen des Fahrrades über eine Klemmeinrichtung ver­ bindbar ist, die aus einem geschlitzten Ring (5) und einem diesen umgreifenden spannbaren Bremshalter (3) besteht und die sowohl eine axiale Einstellung durch Verschiebung des Führungszylinders (2) im Ring (5) als auch eine schwenkende Einstellung durch die Verschwenkung des Bremshalters (3) über eine Kugelfläche (4) auf dem Ring (5) zuläßt.

14. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ringkörper aus gummielasti­ schem Material (17) die Bewegungsfuge zwischen Bremssattel (1) und Führungszylinder (2) abdichtet.

15. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß als Ringkörper (17) ein an sich bekann­ ter Falten- oder Rollbalg verwendet wird.

16. Hydraulische Scheibenbremse nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Bremskolben (8, 108, 208) sich in der Bohrung (1a) und der Bremssattel (101) sich in der Bohrung (2a) im Führungszylinder (2) bewegen, wobei diese Bohrungen (1a und 2a) eine gemeinsame Achse haben.

17. Hydraulische Scheibenbremse nach den Ansprüchen 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß an die Belagträger (20a und 20b) ein Stiel (20c) angeformt ist, der sich an die Flan­ ken (24a und 24b) anlegt und lang genug ist, um von außen von Hand erreichbar zu sein.