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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft allgemein
einen Bremskraftmodulator für
eine Fahrradbremseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Ein solcher Bremskraftmodulator ist aus dem Dokument US-A-4823915
bekannt. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen einstellbaren
Bremskraftmodulator, der in der Mitte an einem Bremskabel einer
Fahrradbremseinrichtung befestigt werden kann, um eine Bremskraft
entsprechend des Hubs des inneren Seiles eines Bremskabels zu modulieren.
Der einstellbare Bremskraftmodulator stellt unterschiedliche Bremskräfte zur
Verfügung,
um den Bedürfnissen
unterschiedlicher Fahrer oder unterschiedlicher Straßenzustände entgegenzukommen.
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2. Hintergrundinformationen
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Radfahren wird zu einer zunehmend
populäreren
Form der Erholung und als Transportmittel. Radfahren ist zudem zu
einem sehr populären
Wettkampfsport sowohl für
Amateure als auch für
Profis geworden. Ob nun das Fahrrad zur Erholung, zum Transport
oder zum Wettkampf verwendet wird, die Fahrradindustrie verbessert
jedenfalls die verschiedenen Komponenten des Fahrrads sowie den Fahrradrahmen
in konstanter Weise. Eine Komponente, die ausgiebig neu konstruiert
worden ist, ist die Fahrradbremse. Die Fahrradbremse ist immer wieder
neu konstruiert worden, um dem Fahrer eine erhöhte Bremskraft zur Verfügung zu
stellen. Diese erhöhte
Bremskraft kann für
den unerfahrenen Fahrer schwierig zu kontrollieren sein. Genau gesagt kann
eine Fahrradbremse mit sehr großer
Bremskraft möglicherweise
ein Blockieren des Fahrradrades verursachen. Die kann dazu führen, dass
das Fahrrad rutscht.
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Um unerfahrene Fahrer beim Betätigen einer Fahrradbremse
zu unterstützen,
kann man eine Bremskraftmodulationseinrichtung zum Bremskabel zwischen
dem Bremshebel und der Fahrradbremseinrichtung hinzufügen. Ein
Beispiel für
einen Bremskraftmodulator wurde in der taiwanesischen Patentveröffentlichung
Nr. 335378 vorgeschlagen, die am 1. Juli 1998 veröffentlicht
wurde. Zudem wurden andere Lösungen
vorgeschlagen, z. B. die, die in der taiwanesischen Patentveröffentlichung
Nr. 351315 mit dem Titel „Brake
Cable Structure with Buffering Effect", veröffentlicht am 21. Januar 1999,
offenbart sind.
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Die Fahrradbremskraftmodulationseinrichtung,
die in der erwähnten
taiwanesischen Patentveröffentlichung
Nr. 335378 offenbart ist, ist bei der Änderung der Bremskraft wirksam,
um ein zu frühes Sperren
der Felge durch die Bremsklötze
zu verhindern. Die Bremskraftmodulationseinrichtung weist jedoch
eine Konstruktion derart auf, dass die Bremskraftmodulationseinrichtung
integral auf einen der Bremsarme der Bremseinrichtung befestigt
werden muss, so dass der Aufbau der Bremse kompliziert wird. Daher
sind die Herstellungskosten und der Preis der Einrichtung recht
hoch, was hinsichtlich der Verallgemeinerung von ihrer Verwendung
von Nachteil ist.
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Bei dem Aufbau des Bremskabels mit
einem puffernden Effekt, der in der erwähnten taiwanesischen Patentveröffentlichung
Nr. 351315 offenbart ist, ist ein Führungsgehäuse an einem Bremsarm oder
Bremshebel fixiert und weist eine Kammer mit einer vorbestimmten
Tiefe zur Aufnahme eines Pufferblocks aus einem Elastomer und eines
Endes der Außenhülle eines
Bremskabels auf. Der Pufferblock weist ein zentrales Durchgangsloch
zum Durchführen
eines inneren Seils des Bremskabels auf. Während der Bremsbetätigung wird
die Außenhülle des Bremskabels
zusammengedrückt,
um dadurch den Pufferblock so zusammenzudrücken, dass durch den Pufferblock
ein Widerstand erzeugt wird. Daher werden eine längere Ansprechenszeit und damit
ein Puffereffekt erzeugt, wenn der Bremshebel für den Bremsvorgang betätigt wird.
Wenn diese An Bremskabelaufbau verwendet wird, ist es in diesem
Fall jedoch nötig,
einen kompletten Satz für
den Bremskabelaufbau statt nur ein Teil hiervon zu verwenden, da das
Führungsgehäuse zur
Aufnahme des Pufferblocks als Teil des Bremskabels vorgesehen ist.
Daher ist die allgemeine Anwendbarkeit dieses Bremskabelaufbaus
schlecht und die Herstellungskosten und der Preis hierfür relativ
hoch, was für
seinen allgemeinen Gebrauch nachteilig ist.
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Im Hinblick auf das oben Gesagte
besteht Bedarf für
einen Bremskraftmodulator für
ein Fahrrad, der leicht an verschiedene Typen von Bremseinrichtungen
angepasst werden kann und der äußerst zuverlässig und
günstig
ist. Diese Erfindung spricht diese Bedürfnisse des Standes der Technik
zusammen mit anderen Bedürfnissen
an, die sich den Fachleuten dann ergeben, sobald die diese Offenbarung erhalten.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung
ist es, einen Bremskraftmodulator für ein Fahrrad zur Verfügung zu
stellen, der sich so einstellen lässt, dass er verschiedene Bremskräfte für verschiedene
Fahrer oder unterschiedliche Straßenzustände zur Verfügung stellt.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Bremskraftmodulator für ein Fahrrad zur Verfügung zu
stellen, der höchst
zuverlässig
ist.
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Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Bremskraftmodulator für ein Fahrrad zur Verfügung zu
stellen, bei dem die Einstellung einer voreingestellten Kompressionskraft
eines Vorspannelements nicht den voreingestellten Modulatorhub ändert.
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Ein noch weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Bremskraftmodulator für ein Fahrrad zur Verfügung zu
stellen, der sich einstellen lässt,
um die Bremskraft relativ zum Hub des Bremskabels zu ändern.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, einen Bremskraftmodulator für ein Fahrrad zur Verfügung zu
stellen, der sich relativ günstig
herstellen lässt.
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Die obigen Ziele der vorliegenden
Erfindung können
durch Vorsehen eines Bremskraftmodulators für ein Fahrrad mit den Merkmalen
von Anspruch 1 erreicht werden. Der Bremskraftmodulator ist längs des
Bremskabels für
die Fahrradbremse auf halbem Wege befestigt. Der Bremskraftmodulator
enthält grundsätzlich einen
röhrenförmigen Abschnitt,
einen ersten Sperrabschnitt, einen zweiten Sperrabschnitt, ein Vorspannelement
und ein Einstellelement. Der röhrenförmige Abschnitt
weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf, wobei sich zwischen
ihnen eine Längsachse
erstreckt. Der erste Sperrabschnitt weist eine erste Kabelbohrung
auf und ist bewegbar mit dem ersten Ende des röhrenförmigen Abschnitts zur axialen
Bewegung mit dem röhrenförmigen Abschnitt längs eines
vorbestimmten Modulatorhubs gekoppelt. Der zweite Sperrabschnitt
weist eine zweite Kabelbohrung auf und ist mit dem zweiten Ende
des röhrenförmigen Abschnitts
gekoppelt. Das Vorspannelement ist in dem röhrenförmigen Abschnitt zwischen den
ersten und zweiten Sperrabschnitten in einem vorgespannten Zustand
mit einer voreingestellten Kompressionskraft angeordnet. Das Einstellelement
greift in das Vorspannelement ein, um die voreingestellte Kompressionskraft
des Vorspannelements zu ändern,
ohne den vorbestimmten Modulatorhub des ersten Sperrabschnitts zu ändern.
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Ein wie oben ausgebildeter Bremskraftmodulator
für eine
Fahrradbremse kann auf halbem Wege längs des Bremskabels auf jeder
gewünschten Art
von Bremseinrichtung befestigt werden. Wenn ein Fahrer den Bremshebel
betätigt,
um ein inneres Seil des Bremskabels zur Bremsbetätigung zu ziehen, ist es nötig, dass
der Fahrer eine Kraft ausübt,
die größer als
die vorgespannte Kraft ist, die auf eine Spulenfeder ausgeübt wird,
die in einem Gehäuse
des Modulators angeordnet ist, um zu bewirken, dass die Bremsarme
durch das innere Seil des Bremskabels bewegt werden, so dass eine
Fahrradfelge eines Fahrradrades durch Bremsklötze eingeklemmt werden kann,
um einem Bremsvorgang zu erzielen.
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Diese und andere Ziele, Merkmale,
Gesichtspunkte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich
den Fachleuten aus der folgenden detaillierten Beschreibung ergeben,
die zusammen mit den anhängenden
Zeichnungen bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsformen offenbart.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Bezug nehmend auf die anhängenden Zeichnungen,
die einen Teil der ursprünglichen
Offenbarung bilden, ist:
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1 eine
Vorderansicht einer Fahrradbremseinrichtung mit einem erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator,
der in der Mitte längs
des Bremskabels angekoppelt ist;
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2 eine
vergrößerte Vorderansicht
des in 1 gezeigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators;
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3 eine
explosionsartige Vorderansicht des in 1 und 2 gezeigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators;
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4 eine
ebene Draufsicht des in den 1–3 gezeigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators;
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5 eine
ebene Unteransichtsicht des in den 1–4 gezeigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators;
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6 eine
Querschnittansicht des in den 1–5 gezeigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators,
entlang der Schnittlinie 6-6 von 2;
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7 eine
Längsschnittansicht
des röhrenförmigen Gehäuseabschnitts
des in den 1–6 gezeigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators, wobei
die inneren Komponenten herausgezogen gezeigt sind;
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8 eine
Längsschnittansicht
des in den 1–7 gezeigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators;
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9 ein
Graph der Bremskraftkurven, die eine Beziehung zwischen der Bremskraft
und der Rückzugshubstrecke
des inneren Seils des Bremskabels darstellt;
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10 eine
vergrößerte Vorderansicht
des Bremskraftmodulators nach einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform;
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11 eine
Längsschnittansicht
des röhrenförmigen Gehäuseabschnitts
des in 10 gezeigten
Bremskraftmodulators, wobei ausgewählte Komponenten als Aufriss
gezeigt sind;
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12 eine
vergrößerte Vorderteilansicht, des
in 10 gezeigten Bremskraftmodulators,
wobei eine handbetätigte
Einstelleinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung daran befestigt ist;
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13 eine
ebene Bodenansicht, des Bremskraftmodulators und der in der 12 gezeigten handbetätigten Einstelleinrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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14 eine
Vorderansicht, einer Fahrradbremseinrichtung, die einen Bremskraftmodulator entsprechend
einer anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist;
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15 eine
Längsschnittansicht,
die den in 14 gezeigten
Bremskraftmodulator zeigt, nachdem er zwischen einem äußeren Gehäuse und
einer das innere Seil eines Bremskabels führenden Röhre befestigt worden ist;
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16 eine
Längsschnittansicht,
die den genauen Aufbau des in den 14 und 15 gezeigten Bremskraftmodulators
zeigt;
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17 eine
Längsschnittansicht,
die eine andere Struktur des Gehäuses
für den
in den 14 bis 16 gezeigten Bremskraftmodulator
zeigt; und
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18 ein
Graph, der Bremskraftkurven, die eine Beziehung zwischen einer Bremskraft
und eines Traktionshubs des inneren Seils des Bremskabels für den in
den 14 bis 16 gezeigten Bremskraftmodulator
darstellt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Zunächst wird auf 1 Bezug genommen, dort ist eine Fahrradbremseinrichtung 1 mit
einem Bremskraftmodulator 2 gezeigt, der entlang seines Bremskabels 10 erfindungsgemäß in der
Mitte befestigt ist. Der Bremskraftmodulator 2 ist für die Fahrradbremseinrichtung 1 vorgesehen,
um die Bremskraft entsprechend eines Hubs eines inneren Seils 10a des
Bremskabels 10 zu modulieren. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform
lässt sich
der Bremskraftmodulator 2 einstellen, um die Ausübung der
Bremskraft der Bremseinrichtung 1 zu variieren. Der Bremskraftmodulator 2 weist
ungeachtet der Einstellung des Bremskraftmodulators 2 einen
konstanten Gesamthub auf. Die Hublänge des Modulators des Bremskraftmodulators 2 variiert
zudem nicht, wenn die Einstellungen verändert werden.
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Die in 1 gezeigte
Bremskrafteinrichtung ist eine Cantilever-Bremseinrichtung, die
auf der Vordergabel 4 des Fahrradrahmens in herkömmlicher Weise
montiert ist. Die Fahrradbremseinrichtung 1 erzielt einen
Bremseffekt dadurch, dass das Bremskabel 10 die oberen
Enden der Bremsarme 12a und 12b zusammenzieht,
was wiederum die Bremsklötze 14a und 14b gegen
die Seitenflächen 5a einer
Felge 5 eines Fahrradrades drückt. Natürlich wird den Fachleuten offensichtlich
sein, dass der Bremskraftmodulator 2 auch für andere
Arten von Bremseinrichtungen verwendet werden kann.
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Die Bremsarme 12a und 12b der
Bremseinrichtung 1 sind schwenkbar auf der Vordergabel 4 eines
Fahrradrahmens gelagert. Der Bremsarm 12a der Bremseinrichtung 1 ist
an seinem oberen Ende mit dem vorderen Ende 10f des inneren
Seils 10a eines Bremskabels 10 durch eine Schraube 8 verbunden.
Das hintere Ende des inneren Seils 10a ist mit einem Bremshebel
(nicht gezeigt) verbunden, der am Lenker (nicht gezeigt) in herkömmlicher
Weise vorgesehen ist. Der Bremsarm 12b der Bremseinrichtung 1 ist
an seinem oberen Ende mit einem Verbindungsarm 11 versehen,
welcher um das obere Ende des Bremsarms 12b schwenken kann.
Eine Führungsröhre 10b für das innere
Seil 10a des Bremskabels 10 wird an dessen vorderen
Ende im Verbindungsarm 11 gehalten. Eine ausziehbare Schutzumhüllung 10c ist
um das innere Seil 10a befestigt und angrenzend an den
Verbindungsarm angeordnet.
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Wie in 8 gezeigt,
ist ein rückwärtiges Ende
der Führungsröhre 10b für das innere
Seil in ein Ende des erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators 2 eingeschoben.
Ein Ende des äußeren Gehäuses 10d des
Bremskabels 10 ist in das obere Ende des Bremskraftmodulators 2 eingeschoben, während das
andere Ende des äußeren Gehäuses 10d des
Bremskabels 10 mit dem Bremshebel (nicht gezeigt) verbunden
ist. Bremskabel, wie das mit der Bremseinrichtung 1 verwendete
Bremskabel 10, sind gegenwärtig auf dem Markt ohne Bremskraftmodulator 2 erhältlich.
Das Bremskabel 10 umfasst grundsätzlich das innere Seil 10a,
die Führungsröhre 10b für das innere
Seil, die ausziehbare Schutzumhüllung 10c und
das äußere Gehäuse 10d.
Das innere Seil 10a besteht vorzugsweise aus dünnen Stahldrähten. Die
Führungsröhre 10b für das innere
Seil besteht vorzugsweise aus Metall wie Aluminium und weist eine
Kunststoffausfütterung 10e auf,
die in 8 zu sehen ist.
Die ausziehbare Schutzumhüllung 10c besteht
vorzugsweise aus Gummi. Das äußere Gehäuse 10d weist vorzugsweise
eine innere Schicht auf, die aus Metall besteht, und eine äußere Schicht,
die aus Harz besteht.
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Um den erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 2 zu
verwenden, ist es lediglich nötig,
den Bremskraftmodulators 2 zwischen dem unteren Endes des äußeren Gehäuses 10d des
Bremskabels 10 und der Führungsröhre 10b für das innere
Seil zu befestigen. Insbesondere wird das untere Endes des äußeren Gehäuses 10d in
ein Ende des Bremskraftmodulators 2 eingeschoben, und das
obere Ende der Führungsröhre 10b für das innere
Seil wird in das andere Ende des Modulators 2 eingeschoben.
Das hintere Ende (nicht gezeigt) des inneren Seils 10a ist
an einem Befestigungsabschnitt für
das Ende des inneren Seils am Bremshebel (nicht gezeigt) befestigt. Das
fordere Ende 10f des inneren Seils 10a wird nacheinander
durch die Außenhülle 10d,
den Bremskraftmodulator 2, die Führungsröhre 10b für das innere
Seil und die ausziehbare Schutzumhüllung 10c geführt. Das
fordere Ende 10f des inneren Seils 10a wird anschließend am
oberen Ende des Bremsarms 12a durch die Schraube 8 befestigt.
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Wie in den 1, 2, 7 und 8 gezeigt, wird der Bremskraftmodulators 2 in
der Mitte längs
des Kabels 10 für
die Fahrradbremseinrichtung 1 befestigt. Der Bremskraftmodulator 2 lässt sich
einstellen, um verschiedene Bremskräfte für verschiedene Fahrer oder verschiedene
Straßenzustände zur
Verfügung
zu stellen. Sobald der Bremsklotzabstand feststeht, steht ungeachtet
der Einstellung des Bremskraftmodulators 2 auch der Gesamtkabelhub
für die
Bremseinrichtung 1 fest.
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Wie in den 3, 7 und 8 gezeigt, enthält der Bremskraftmodulator 2 grundsätzlich ein äußeres röhrenförmiges Gehäuse oder
einen Abschnitt 20, ein erstes Blockierelement, oder einen
Abschnitt 22, ein zweites Blockierelement oder einen Abschnitt 24, ein
Vorspannelement 26 und eine Einstellmutter oder ein Element 28.
Der Bremskraftmodulator 2 ist so ausgelegt, dass sich der
Gesamtkabelhub nicht ändert,
wenn der Bremskraftmodulator 2 eingestellt wird. Dies wird
durch vorsehen eines konstanten Modulatorhubs M zwischen den ersten
und zweiten Blockierelementen 22 und 24 erreicht,
wie es in den 7 und 8 zu sehen ist. Vorzugsweise
beträgt
der Modulatorhub M etwa 7 mm des gesamten Kabelhubs.
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Durch einstellen des Bremskraftmodulators wird
der Modulatorhub M entlang der Bremskraftkurve verschoben, wie es
in 9 zu sehen ist.
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Die 7 und 8 sind Längsschnittansichten, welche
den detaillierten Aufbau des erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators 2 zeigen.
Wie am besten in den 7 und 8 zu sehen, weist das röhrenförmige Gehäuse 20 ein
erstes offenes Ende 30 (5) und
ein zweites offenes Ende 32 (4)
auf, wobei sich zwischen ihnen eine Längsachse erstreckt. Bei der
bevorzugten Ausführungsform
ist das röhrenförmige Gehäuse 20 ein
hohler zylindrischer Körper
aus Aluminium oder einem harten Harz. Das erste Blockierelement 22 mit
dem damit gekoppelten Einstellelement 28 ist beweglich
innerhalb des äußeren röhrenförmigen Gehäuses 20 neben
dem ersten offenen Ende 30 angeordnet. Das zweite Blockierelement 24 ist
fest innerhalb des äußeren röhrenförmigen Gehäuses 20 neben
dem zweiten offenen Ende 32 angeordnet. Das Vorspannelement
ist beweglich innerhalb des äußeren röhrenförmigen Gehäuses 20 zwischen
dem zweiten Blockierelement und der Einstellmutter oder dem Element 28 angeordnet.
Um eine ruckfreie Bewegung des ersten Blockierelements 22 und
ein ruckfreies Ausdehnen und Zusammenziehen des Vorspannelements 26 in
dem Gehäuse 20 zu
erhalten, ist das Innere des Gehäuses 20 vorzugsweise mit
einem Schmieröl
(nicht gezeigt) beschichtet.
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Die Seitenwand des röhrenförmigen Gehäuses 20 ist
mit einem paar länglicher
Fenster oder Öffnungen 34 zum
Betrachten der Einstellung des Bremskraftmodulators 2 versehen.
Es können
auf der Seitenwand des röhrenförmigen Gehäuses 20 Zeichen
vorgesehen sein, um die Einstellung des Bremskraftmodulators 2 anzuzeigen.
Bei der gezeigten Ausführungsform
sind drei Einstellungen auf dem röhrenförmigen Gehäuse 20 vorgesehen,
z. B. L (niedrig) und H (hoch) und LOCK (sperren). Natürlich können andere
Arten von Zeichen verwendet werden, wie z. B. eine Skala mit Kilogramm.
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Das erste Blockierelement 22 weist
die Form eines vorgespannten Einstellbolzens auf, der einstellbar
mit der Einstellmutter oder dem Element 28 gekoppelt ist.
Das erste Blockierelement 22 ist bewegbar innerhalb des
röhrenförmigen Gehäuses 20 zur
axialen Bewegung innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses 20 längs eines
vorbestimmten Modulatorhubs befestigt. Das Vorspannelement 26 zwingt
das erste Blockierelement 22 zum ersten offenen Ende 30 des
röhrenförmigen Gehäuses 20.
So bewegt sich das erste Blockierelement 22 axial innerhalb
des röhrenförmigen Gehäuses 20 gegen
die Kraft des Vorspannelements 26. Die Kraft des Vorspannelements 26 auf
das erste Blockierelement 22 (vorgespannter Einstellbolzen)
wird durch Ändern
der relativen Position der Einstellmutter oder des Elements 28 längs des
ersten Blockierelements 22 variiert. Das erste Blockierelement 22 ist
ein hohler Zylinderkörper,
der vorzugsweise aus einem harten Harzmaterial oder Aluminium besteht.
Das erste Blockierelement 22 weist einen ersten Abschnitt 40 auf,
der aus dem ersten offene Ende 30 des röhrenförmigen Gehäuses 20 herausragt,
einen zweiten Abschnitt 42, der sich innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses 20 befindet, und
einen ringförmigen
Anschlagflansch 44.
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Der ringförmige Anschlagflansch 44 weist
einen Außendurchmesser
auf, der leicht kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 20 und
größer als der
Innendurchmesser der Öffnung
des ersten offenen Endes 30 des Gehäuses 20 ist. Das erste
Blockierelement 22 ist bewegbar neben dem ersten offenen
Ende 30 innerhalb des Gehäuses 20 angeordnet.
So wird verhindert, dass das erste Blockierelement 22 aus
dem Gehäuse 20 vom
ersten offene Ende 30 aus herausfällt, und zwar deswegen, weil der
Außendurchmesser
des ringförmigen
Anschlagflansch 44 größer als
der Innendurchmesser der ersten Öffnung
des ersten offenen Endes 30 ist.
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Wie in 8 gezeigt,
erstreckt sich eine erste Kabelbohrung 46 axial durch die
ersten und zweiten Abschnitte 40 und 42 zur Aufnahme
von Abschnitten des Bremskabels 10. Genauer gesagt ist die
erste Kabelbohrung 46 des ersten Blockierelements 22 stufenförmig ausgebildet
und weist einen ersten zylindrischen Abschnitt 48 und einen
zweiten zylindrischen Abschnitt 50 auf. Der erste zylindrische Abschnitt 48 erstreckt
sich entlang eines ersten Abschnitts 40 des ersten Blockierelements 22 und
weist einen Durchmesser auf, der leicht größer als der Außendurchmesser
der inneren Führungsröhre 10b für das innere
Seil des Bremskabels 10 ist. Der zweite zylindrische Abschnitt 50 erstreckt
sich entlang des zweiten Abschnitts 42 des ersten Blockierelements 22 und
weist einen Durchmesser auf, der leicht größer als der Außendurchmesser
des inneren Seils 10a des Bremskabels 10 ist.
Ein Anschlag wird zwischen den ersten und zweiten zylindrischen
Abschnitten 48 und 50 der ers ten Kabelbohrung 46 des
ersten Blockierelements 22 zum Anliegen eines Endes der
Führungsröhre 10b für das innere
Seil des Bremskabels 10 gebildet.
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Der erste Abschnitt 40 des
ersten Blockierelements 22 ragt aus der Öffnung im
ersten Ende 30 des röhrenförmigen Gehäuses 20 heraus.
Der erste Abschnitt 40 des ersten Blockierelements 22 weist ein
Paar parallele flache Flächen
auf, so dass das erste Blockierelement 22 um seine Längsachse
gedreht werden kann. Der zweite Abschnitt 42 des ersten
Blockierelements 22 weist Außengewinde auf, um das Einstellelement
oder die Mutter 28 damit durch Schrauben zu koppeln. Das
Vorspannelement 26 greift das Einstellelement oder die
Mutter 28, um das erste Blockierelement 22 zum
ersten offenen Ende 30 des röhrenförmigen Gehäuses 20 zu zwingen.
So berührt
der ringförmige
Anschlagflansch 44 des ersten Blockierelements 22 die
Stirnwand des ersten offenen Endes 30 des röhrenförmigen Gehäuses 20.
Die Kraft des Vorspannelements 26 auf das erste Blockierelement 22 (Bolzenvorspannungseinstellung)
wird durch Ändern
der relativen Position der Einstellmutter oder des Elements 28 längs des
ersten Blockierelements 22 variiert, wie es unten beschrieben
wird.
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Das zweite Blockierelement 24 weist
die Form einer vorgespannten Kappe auf, die fest mit dem zweiten
offenen Ende 32 des röhrenförmigen Gehäuses 20 gekoppelt
ist. Vorzugsweise wird das zweite Blockierelement 24 durch
Drücken
in das zweite offene Ende 32 des röhrenförmigen Gehäuses 20 eingepasst.
Alternativ ist das zweite Blockierelement 24 durch Klebstoff
innerhalb des zweiten offenen Endes 32 des röhrenförmigen Gehäuses 20 angebracht. Ähnlich zum
ersten Blockierelement 22 ist das zweite Blockierelement 24 ein
hohler Zylinderkörper
aus Hartharzmaterial oder Aluminium. Ein Ende des Vorspannelements 26 greift
das zweite Blockierelement 24, während das andere Ende des Vorspannelements 26 die
Einstellmutter oder das Element 28 greift, um das erste
Blockierelement 22 im Normalfall gegen die Stirnwand des
ersten offenen Endes 30 zu halten.
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Wie in 8 gezeigt,
weist das zweite Blockierelement 24 einen ersten Abschnitt 60 und
einen zweiten Abschnitt 62 auf, wobei eine Anschlagfläche 64,
die durch die in axiale Richtung zeigende Fläche gebildet wird, sich zwischen
den ersten und zweiten Abschnitten 60 und 62 befindet.
Die Anschlagfläche 64 greift
in ein Ende des Vorspannelementes 26. Das zweite Blockierelement 24 weist
außerdem
eine zweite sich in axialer Richtung erstre ckende Kabelbohrung 66 auf.
Diese zweite Kabelbohrung 66 des zweiten Blockierelements 24 weist
einen ersten zylindrischen Abschnitt 68 und einen zweiten
zylindrischen Abschnitt 70 auf. Der erste zylindrische
Abschnitt 68 des zweiten Blockierelements 24 weist
einen Durchmesser auf, der etwas größer als der Außendurchmesser
des inneren Seils 10a des Bremskabels 10 ist.
Ein Anschlag wird zwischen dem ersten und zweiten zylindrischen
Abschnitt 68 und 70 der zweiten Kabelbohrung 66 des
zweiten Blockierelements 24 gebildet, damit ein Ende des äußeren Hüllenelements 10d des
Bremskabels 10 anliegen kann.
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Das Vorspannelement 26 ist
vorzugsweise eine Spulenfeder, die in dem röhrenförmigen Gehäuse 20 zwischen dem
ersten und zweiten Blockierelement 22 und 24 in
einem vorgespannten Zustand mit einer voreingestellten Kompressionskraft
angeordnet ist. Die Spulenfeder 26 besteht vorzugsweise
aus Stahl. Die Spulenfeder 26 weist einen Außendurchmesser
auf, der etwas kleiner als der Innendurchmesser des röhrenförmigen Gehäuses 20 ist.
Der Innendurchmesser der Spulenfeder 26 ist gleich oder etwas
größer als
der Außendurchmesser
des zweiten zylindrischen Abschnitts 42 des ersten Blockierelements 22 und
gleich oder etwas größer als
der Außendurchmesser
des zweiten zylindrischen Abschnitts 62 des zweiten Blockierelements 24.
Die Spulenfeder 26 ist in dem Gehäuse 20 angeordnet, wobei
ein Endabschnitt dem zweiten zylindrischen Abschnitt 42 des
ersten Blockierelements 22 und der andere Endabschnitt
den zweiten zylindrischen Abschnitt 62 des zweiten Blockierelements 24 umgibt. Ein
Ende des Vorspannelements 26 greift in die Anschlagfläche 64 des
zweiten Blockierelements 24. Das andere Ende des Vorspannelements 26 greift
in die Einstellmutter oder das Element 28, um das erste Blockierelement 22 im
Normalfall gegen die Stirnwand des ersten offenen Endes 30 zu
halten.
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Das Einstellelement oder die Mutter 28 befindet
sich innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses 20 und
ist einstellbar entlang der Längserstreckung
des zweiten Abschnitts 42 des ersten Blockierelements 22 angebracht.
Das Einstellelement oder die Mutter 28 weist ein Paar Zungen 72 auf,
die sich nach außen in
entgegengesetzte Richtungen, d. h. 180° voneinander weg erstrecken.
Die Zungen 72 werden verschiebbar in den Fenstern oder
Langöffnungen 34 aufgenommen.
Die Zungen 72 dienen zwei Funktionen. Erstens verhindern
die Zungen 72, dass das Einstellelement oder die Mutter 28 sich
innerhalb des röhrenförmigen Gehäuses 20 dreht.
Zweitens dienen die Zungen 72 als Anzeigeelemente, um die
Kompressionsstärke des
Vorspannelements 26 anzuzeigen. Mit anderen Worten, das
Einstellen des Bremskraftmodulators 2 wird durch die Lage
der Zungen 72 in den Fenstern oder Langöffnungen 34 bestimmt. Wie
oben erwähnt,
werden vorzugsweise Zeichen auf die Seitenwand des röhrenförmigen Gehäuses 20 aufgetragen,
um die Einstellung des Bremskraftmodulators 2 anzuzeigen.
In der gezeigten Ausführungsform
sind drei Einstellungen auf dem röhrenförmigen Gehäuse 20 vorgesehen,
z. B., L (niedrig) und H (hoch) und LOCK (sperren).
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Das Einstellelement oder die Mutter 28 greift das
Vorspannelement 26, um die voreingestellte Kompressionskraft
des Vorspannelements 26 zu ändern, ohne dabei den vorbestimmten
Modulatorhub des zweiten Blockierelements 24 zu verändern. Insbesondere
weist das Einstellelement oder die Mutter 28 eine Gewindebohrung
auf, in die sich die Außengewinde
des zweiten Abschnitts 42 des ersten Blockierelements 22 einschrauben
lassen, um dieses mit dem Einstellelement oder der Mutter 28 zu
verschrauben. So bewirkt das Drehen des ersten Blockierelements 22,
dass das Einstellelement oder die Mutter 28 sich axial
in dem röhrenförmigen Gehäuse 20 bewegt.
Während
das Einstellelement oder die Mutter 28 sich in Richtung
des zweiten Blockierelements 24 bewegt, wird das Vorspannelement
oder die Spulenfeder 26 zusammengedrückt. Anders ausgedrückt, die
Kraft des Vorspannelements 26 auf das erste Blockierelement 22 (Bolzenvorlasteinstellung) wird
durch Ändern
der relativen Position der Einstellmutter oder des Elements 28 längs des
ersten Blockierelements 22 variiert. Während dieser Bewegung des Einstellelements
oder der Mutter 28 und der Kompression des Vorspannelements
oder der Spulenfeder 26 bleiben die ersten und zweiten
Blockierelemente 22 und 24 an der selben Stelle.
Anders ausgedrückt,
die relativen Positionen der ersten und zweiten Blockierelemente 22 und 24 ändern sich während der
Kompression des Vorspannelements oder der Spulenfeder 26 nicht.
Demzufolge bleibt der Modulatorhub für jede Einstellung des Bremskraftmodulators 2 konstant.
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Eine mögliche Zusammensetzungsweise des
Bremskraftmodulators 2 wird jetzt beschrieben. Zuerst wird
das Einstellelement oder die Mutter 28 durch eines der
offenen Enden 30 oder 32 in das röhrenförmige Gehäuse 20 eingeschoben.
Die Zungen 72 des Einstellelements oder der Mutter 28 werden
in den Fenstern oder Öffnungen 34 des
röhrenförmigen Gehäuses 20 angeordnet.
Das erste Blockierelement 22 wird anschließend durch
das erste offene Ende 30 des röhrenförmigen Gehäuses 20 in das röhrenförmige Gehäuse 20 einge schoben
und in das Einstellelement oder die Mutter 28 eingeschraubt.
Nun wird das erste offene Ende 30 des röhrenförmigen Gehäuses 20 so verformt,
dass es eine Anschlagwand bildet, um das erste Blockierelement 22 darin
zu halten. Demzufolge befindet sich das erste Blockierelement 22 neben
dem ersten offenen Ende 30, wobei der ringförmige Anschlagflansch 44 des
ersten Blockierelements 22 die Stirnwand des ersten offenen
Endes 30 des röhrenförmigen Gehäuses 20 berührt.
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Als nächstes wird die Spulenfeder 26 durch das
zweite offene Ende 32 des röhrenförmigen Gehäuses 20 in das röhrenförmige Gehäuse 20 eingeschoben,
so dass ein Endabschnitt der Spulenfeder 26 die Gewinde
des zweiten Abschnitts 42 des ersten Blockierelements 22 umgibt.
Jetzt wird das zweite Blockierelement 24 durch Drücken in
das zweite offene Ende 32 des röhrenförmigen Gehäuses 20 eingepasst,
so dass der zweite zylindrische Abschnitt 62 des zweiten
Blockierelements 24 in den anderen Endabschnitt der Spulenfeder 26 eingeschoben
wird. Alternativ ist das zweite Blockierelement 24 in dem zweiten
offenen Ende 32 des röhrenförmigen Gehäuses 20 durch
Kleben befestigt. In dieser Position greift ein Ende des Vorspannelements 26 das
zweite Blockierelement 24, während das andere Ende des Vorspannelements 26 die
Einstellmutter oder das Element 28 greift, um das erste
Blockierelement 22 im Normalzustand gegen die Stirnwand
des ersten offenen Endes 30 zu halten. So befindet sich
die Spulenfeder 26 zwischen dem ersten und zweiten Blockierelement 22 und 24 in
einem komprimierten Zustand. So wird die Zusammensetzung des Bremskraftmodulators 2 abgeschlossen.
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Als nächstes wird die Stärke einer
Vorlastkraft, die auf die Spulenfeder 26 des Bremskraftmodulators 2 der
vorliegenden Erfindung ausgeübt
wird, beschrieben. Die Vorlastkraft repräsentiert eine Rückholkraft,
die auf das innere Seil 10a des Bremskabels 10 ausgeübt werden
muss, um eine Bewegung der Führungsröhre 10b für das innere
Seil in Richtung der äußeren Hülle 10d des
Bremskabels 10 auszulösen,
wenn ein Fahrer den Bremshebel (nicht gezeigt) ergreift, um das
innere Seil 10a für
den Bremsvorgang zu ziehen.
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Aufgrund von Unterschieden der Gewichte der
Fahrer, ihrer Erfahrung, Vorzüge
usw. variiert die gewünschte
Griffkraft unter verschiedenen Fahrern. So ist der Bremskraftmodulator 2 der
vorliegenden Erfindung so einstellbar, dass er die Bedürfnisse
verschiedener Fahrer berücksichtigt.
Die Spulenfeder 26 des Bremskraftmodulators 2 der
vorliegenden Erfindung ist so vorgespannt, dass sie eine geringe Bremskraft
mit einer Stärke
von etwa 7 kg und eine hohe Bremskraft mit einer Stärke von
etwa 14 kg aufweist. Ein Fahrer kann fortlaufend den Bremskraftmodulator 2 einstellen,
um ihn seinem ihrem Gewicht, der Greifkraft der Hand und der Art
der Handhabung der Bremse anzupassen. z. B. kann ein Fahrer, dessen
Gewicht 60 kg beträgt,
geeignet einen Bremskraftmodulator 2 auswählen, der
eine Vorlastkraft von 10 kg aufweist. Ein Fahrer, dessen Gewicht über 60 kg
wiegt, kann geeignet einen Bremskraftmodulator 2 auswählen, der
eine Vorlastkraft von 14 kg aufweist. Ein Fahrer, dessen Gewicht
unter 60 kg liegt, kann einen Modulator 2 mit einer Vorlastkraft von
7 kg auswählen.
Natürlich
kann der Bremskraftmodulator 2, der im Rahmen dieser Offenbarung
gezeigt und diskutiert wird, kontinuierlich zwischen einer niedrigen
Bremskraft mit einer Stärke
von etwa 7 kg bis zu dem Punkt eingestellt werden, an dem der Bremskraftmodulator 2 sperrt.
Wenn der Bremskraftmodulator 2 sperrt, schlagen die inneren
Enden des ersten und zweiten Blockierelements 22 und 24 gegeneinander
an, so dass die Spulenfeder 26 während der Bewegung des inneren
Seils 10a nicht zusammengedrückt werden kann.
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Wenn ein Fahrer den Bremshebel (nicht
gezeigt) ergreift, um das innere Seil 10a des Bremskabels 10 zum
Bremsen zu ziehen, wird eine Spannung (Rückhohlkraft) an dem inneren
Seil 10a erzeugt. Wenn die Spannung größer als die Vorlastkraft (z.
B. 7, 10 oder 14 kg) ist, die auf die Spulenfeder 26 des Bremskraftmodulators 2 ausgeübt wird,
wird die Führungsröhre 10b für das innere
Seil betätigt,
um das erste Blockierelement 22 zu bewegen. So bewegen sich
das erste Einstellelement oder die Mutter 28 und das zweite
Blockierelement 24 zusammen mit der Führungsröhre 10b für das innere
Seil in Richtung der äußeren Hülle 10d des
Bremskabels 10. Demzufolge drücken das Einstellelement oder
die Mutter 28 und das erste Blockierelement 22 die
Spulenfeder 26 in dem Gehäuse 20 zusammen. Daher
kann eine Verzögerung
der Bremsbetätigung
auf grund des erhöhten
Rückholhubs
und der Rückholkraft
des inneren Seils 10a erzielt werden, die für die Kompression der
Spulenfeder 26 erforderlich ist.
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Wie in 9 zu
sehen ist, ist eine Beziehung zwischen der Bremskraft (kg) und dem
Rückhol-
oder Kabelhub (mm) eines inneren Seiles 10a eines Bremskabels 10 gezeigt,
um unterschiedliche Bremskräfte
zu erläutern,
die mit unterschiedlichen auf die Spulenfeder 26 ausgeübten Vorlastkräften erzeugt
werden. In 9 zeigt die
vertikale Achse die Bremskraft (kg), während die horizontale Achse
den Rückhol-
oder Kabelhub des inneren Seils 10a des Bremskabels 10 zeigt.
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Die durchgezogene Linie in 9, die sich von der horizontalen
Achse zu dem Wort LOCK (sperren) erstreckt, repräsentiert Bremskraftkurven einer
Cantilever-Bremseinrichtung
ohne den erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 2.
Jede der geneigten durchgezogenen Linien in 9, die parallel zueinander sind, und
sich von der Bremskraftkurve ohne Modulation aus erstrecken, repräsentiert
eine Bremskraftkurve einer Cantilever-Bremseinrichtung mit dem darauf
befestigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 2.
Diese fünf
durchgezogenen parallelen Linien der Bremskraftkurven repräsentieren
verschiedene Vorlastkräfte,
die auf die Spulenfeder 26 ausgeübt werden. Anders ausgedrückt, diese Abschnitte
der Bremskraftkurven repräsentieren
denjenigen Abschnitt der Bremskraftkurven, der der Kompression der
Spulenfeder 26 entspricht. Die Länge des Modulatorhubs M ist
für jede
der Bremskraftkurven dieselbe. Anders ausgedrückt, die Länge des Modulatorhubs M ändert sich
nicht, wenn die auf die Spulenfeder 26 ausgeübte Vorlastkraft
verändert wird.
Vorzugsweise beträgt
die Länge
des Modulatorhubs M des Bremskraftmodulators 2 etwa 7 mm.
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Wie in 9 zu
sehen, ist es offensichtlich, dass eine allgemeine Bremseinrichtung
ohne den erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 2 eine
steile Bremskraftkurve aufweist. D. h., es kann eine große Bremskraft
mit einem kurzen Rückholhub
des inneren Seils 10a erzielt werden. Im Gegensatz dazu
erhält
man nach Befestigen des erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators 2 an
derselben Bremseinrichtung Bremskraftkurven, die Puffereffekte zeigen,
wie in 9 zu sehen ist.
D. h., die Fahrradbremseinrichtung 1 lässt sich nun für den unerfahrenen
Fahrer leichter kontrollieren.
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Wenn die Spulenfeder 26 des
Bremskraftmodulators 2 mit einer Kraft von etwa 7 kg vorgespannt wird,
wird die Bremskraft zu Beginn des Bremsvorgangs rasch erhöht, wenn
die Spulenfeder 26 jedoch zu komprimieren beginnt, wird
die Bremskraft jedoch allmählich
mit einer langsamen Rate erhöht.
Sobald die inneren Enden der ersten und zweiten Blockierelemente 22 und 24 einander
berühren,
kann die Spulenfeder 26 nicht länger komprimiert werden. So
beginnt die Rate der Bremskraft gegen Ende des Kabelhubs wieder
rasch anzusteigen. Wenn die Spulenfeder 26 des Bremskraftmodulators 2 mit
einer größeren Kraft
vorgespannt wird, wird der Bremskraftmodulator 2 im Kabelhub
nicht so bald wirksam. Mit anderen Worten, der anfängliche
Bremsabschnitt wird länger
sein, so dass eine größere Bremskraft
auf die Felge ausgeübt
werden kann, bevor der Bremskraftmodulator 2 seine Wirkung
entfaltet, um die Rate für die
Bremskraft bezüglich
des Kabelhubs zu senken.
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Es ergibt sich aus diesen Bremskraftkurven, dass
mit dem erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 2 der
Rückholhub
des inneren Seils 10a des Bremskabels 10 zwischen
dem Beginn der Bremsbetätigung
und dem vollständigen
Stillstehen des Rades aufgrund des Sperrens der Felge durch die Bremsklötze einen
Modulatorhub enthält,
der ein zu frühes
Sperren der Felge durch die Bremsklötze verhindert. Während des
Pufferhubs erzielt ein Fahrer immer noch einen Bremseffekt und daher
ein gutes Gefühl
bei der Bremskontrolle. Der Fahrer kann die Bremskontrolle bequem
ausführen,
ohne dass er sich auf professionelle Steuerfähigkeiten verlassen muss, und
kann daher die Fahrt genießen.
Das zu frühe
Sperren der Felge des Rades durch die Bremsklötze und das Versagen der Bremskontrolle
werden wirksam verhindert, insbesondere bei einer Bergabfahrt.
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Zweite Ausführungsform
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Es wird nun auf die 10 bis 13 Bezug
genommen, in denen ein modifizierter Bremskraftmodulator 2' gemäß einer
anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
gezeigt ist. Diese Ausführungsform ist
im wesentlichen mit der oben diskutierten ersten Ausführungsform
identisch, mit der Ausnahme, dass eine transparente Abdeckung 38' hinzugefügt worden
ist und das Bodenende des röhrenförmigen Gehäuses 20' in dieser Ausführungsform
modifiziert worden ist. Hinsichtlich der Ähnlichkeiten zwischen dieser
und der vorherigen Ausführungsform
wird der Bremskraftmodulator 2' hier nicht so genau diskutiert oder
gezeigt. Die Bezugszeichen der ersten Ausführungsform werden in dieser
Ausführungsform
für identische
Teile verwendet. Die modifizierten Teile dieser Ausführungsform
werden mit einem Strich (') identifiziert.
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Wie in den 10 und 11 gezeigt,
ist der Bremskraftmodulator 2 auf halbem Wege entlang des Bremskabels 10 für die in 1 gezeigte Fahrradbremseinrichtung 1 befestigt.
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Der Bremskraftmodulator 2' ist einstellbar, um
verschiedene Bremskräfte
für verschiedene
Fahrer oder unterschiedliche Straßenzustände zur Verfügung zu
stellen. Wenn der Abstand zwischen den Klötzen festgelegt ist, ist auch
der gesamte Kabelhub für
die Bremseinrichtung 1 festgelegt, ungeachtet der Einstellung
des Bremskraftmodulators 2'.
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Wie in 11 gezeigt,
ist der Bremskraftmodulator 2' ähnlich zur ersten Ausführungsform
und enthält
grundsätzlich
ein modifiziertes äußeres röhrenförmiges Gehäuse oder
einen Abschnitt 20',
ein erstes Blockierelement oder Abschnitt 22, ein zweites
Blockierelement oder Abschnitt 24, ein Vorspannelement 26 und
eine Einstellmutter oder Element 28. Das äußere röhrenförmige Gehäuse oder
Abschnitt 20' ist
aus drei Teilen aufgebaut, um den Bremskraftmodulator 2' auf einfache
Weise zusammenzusetzten und zu verhindern, dass Verunreinigungen
in den Bremskraftmodulator 2' eintreten.
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Der Bremskraftmodulator 2' ist so konstruiert,
dass der gesamte Kabelhub sich nicht ändert, wenn der Bremskraftmodulator 2' eingestellt
wird. Dies wird durch einen konstanten Modulatorhub M zwischen den
ersten und zweiten Blockierelementen 22 und 24 erreicht,
wie es in 11 zu sehen
ist. Vorzugsweise beträgt
der Modulatorhub M etwa 7 mm des gesamten Kabelhubs. Durch Einstellen
des Bremskraftmodulator 2' wird
der Modulatorhub M entlang der Bremskraftkurve verschoben, wie es
in 9 zu sehen ist.
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Das röhrenförmige Gehäuse 20' weist ein erstes offenes Ende 30' und ein zweites
offenes Ende 32' auf,
wobei sich zwischen ihnen eine Längsachse
erstreckt. Die Größe der Öffnung des
ersten offenen Endes 30' wird
durch eine Endkappe oder ein Element 36' reduziert, das fest an dem röhrenförmigen Gehäuse 20' durch einen
Klebstoff, eine Druckverbindung oder ein anderes Befestigungsverfahren befestigt
ist. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist
das röhrenförmige Gehäuse 20' ein hohler
zylindrischer Körper
aus Aluminium oder einem harten Harz. Das erste Blockierelement 22 mit
dem damit verbundenen Einstellelement 28 ist bewegbar in
dem äußeren röhrenförmigen Gehäuse 20' neben dem ersten
offenen Ende 30' angeordnet.
Das zweite Blockierelement 24 ist fest in dem äußeren röhrenförmigen Gehäuse 20' neben dem zweiten
offenen Ende 32' angeordnet.
Das Vorspannelement 26 ist bewegbar in dem äußeren röhrenförmigen Gehäuse 20' zwischen dem
zweiten Blockierelement 24 und der Einstellmutter oder
Element 28 angeordnet. Für eine ruckfreie Bewegung des
ersten Blockierelements und eine ruckfreie Streckung und Komprimierung
der Spulenfeder 26 in dem Gehäuse 20' ist das Innere des Gehäuses 20' vorzugsweise
mit einem Schmieröl
(nicht gezeigt) beschichtet.
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Die Seitenwand des röhrenförmigen Gehäuses 20' ist mit einem
Paar länglichen
Fenstern oder Öffnungen 34' zum Betrachten
der Einstellung des Bremskraftmodulators 2' versehen. Eine transparente röhrenförmige Hülse oder
Abdeckung 38' liegt über den Öffnungen 34', um das Eindringen
von Verunreinigungen in das röhrenförmige Gehäuse 20' zu verhindern.
Die Abdeckung 38' befindet
sich vorzugsweise in einer ringförmigen
Ausnehmung 39', die
auf der Außenfläche des
Gehäuses 20' ausgebildet
ist. Die Abdeckung 38' bildet
so einen transparenten Abschnitt in dem Gehäuse 20'. Es können Zeichen auf der transparenten
Abdeckung 38' oder
der Seitenwand des röhrenförmigen Gehäuses 20' vorgesehen
werden, um die Einstellung des Bremskraftmodulators 2' anzuzeigen.
Bei der gezeigten Ausführungsform
sind drei Einstellungen auf der transparenten Abdeckung 38' oder dem röhrenförmigen Gehäuse 20' vorgesehen,
z. B. L (niedrig) und H (hoch) und LOCK. Natürlich können andere Arten von Zeichen verwendet
werden, wie z. B. eine Kilogrammskala.
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Wie in den 12 und 13 zu
sehen ist, ist ein Werkzeug oder handbetätigter Adapter 41 gezeigt, um
das erste Blockierelement oder Abschnitt 22 relativ zur
Einstellmutter oder Element 28 zu drehen. Genauer gesagt,
die handbetriebene Einstelleinrichtung 41 weist einen Schlitz 43 auf,
der so ausgelegt ist, dass er den ersten Abschnitt 40 des
ersten Blockierelements oder Abschnitt 22 aufnehmen kann.
Genauer gesagt greifen die gegenüberliegenden
flachen Seiten des Schlitzes 43 des handbetätigten Adapters 41 in
die gegenüberliegenden
einander zugewandeten flachen Abschnitte des ersten Abschnitts 40 des
ersten Blockierelements oder Abschnitts 22 ein. Demzufolge
führt die
Drehung des ersten Blockierelements oder Abschnitts 22 durch
den handbetätigten
Adapter 41 dazu, dass sich das Einstellelement oder die
Mutter 28 in axialer Richtung im Innern des Gehäuses 20' bewegt, so
dass die Feder 26 zusammengedrückt wird. Während der handbetätigte Adapter 41 so
gezeigt ist, dass er mit dem Bremskraftmodulator 2' verwendet wird,
ergibt sich den Fachleuten aus dieser Offenbarung, dass der handbetätigte Adapter 41 auch
mit dem Bremskraftmodulator 2 der ersten Ausführungsform
verwendet werden kann.
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Dritte Ausführungsform
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Es wird nun auf die 14 bis 18 Bezug
genommen, in denen ein nicht einstellbarer Bremskraftmodulator 100 gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
gezeigt ist. Diese Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird jetzt nachfolgend mit Bezug auf
die Zeichnungen beschrieben. 14 zeigt
ein Beispiel für
eine allgemeine Fahrradbremseinrichtung 1 mit einem erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 100.
Die in 14 gezeigte Fahrradbremseinrichtung 1 ist
eine Cantilever-Bremseinrichtung und sie erzielt einen Bremseffekt
durch Drücken
von Bremsklötzen 14a und 14b gegen
die Seitenflächen 5a der
Felge 5 eines Fahrradrades.
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Bremsarme 12a und 12b der
Bremseinrichtung 1 sind schwenkbar auf der Vordergabel 4 eines Fahrradrahmens
gelagert. Der Bremsarm 12a der Bremseinrichtung 1 ist
an seinem oberen Ende mit einem vorderen Ende 10f eines
inneren Seiles 10a eines Bremskabels 10 durch
eine Schraube 80 verbunden. Das hintere Ende des hinteren
Endes 10a ist mit einem Bremshebel (nicht gezeigt) verbunden,
der auf einem Lenker (nicht gezeigt) vorgesehen ist. Der Bremsarm 12b der
Bremseinrichtung 1 ist an seinem oberen Ende mit einem
Verbindungsarm 11 versehen, der sich um das obere Ende
des Bremsarms 12b schwenken lässt. Eine Führungsröhre 10b für das innere
Seil 10a des Bremskabels 10 wird an ihrem vorderen
Ende im Verbindungsarm 11 gehalten. Eine ausziehbare Schutzumhüllung 10c ist
um das innere Seil 10a herum befestigt und neben dem Verbindungsarm 11 angeordnet.
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Wie in 14 gezeigt,
wird ein hinteres Ende der Führungsröhre 10b für das innere
Seil in ein Ende des Bremskraftmodulators 100 der vorliegenden
Erfindung eingeschoben. Ein äußeres Gehäuse (äußerer Hülle, engl.
casing) 10d des Bremskabels 10 wird an ihrem unteren
Ende in das andere Ende des Bremskraftmodulators 100 eingeschoben und
an ihrem anderen Ende mit dem Bremshebel (nicht gezeigt) verbunden.
Das Bremskabel 10 der Bremseinrichtung 1 ist zur
Zeit ohne den Bremskraftmodulator 100 auf dem Markt erhältlich.
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Um den erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 100 zu
verwenden, ist es lediglich nötig,
den Bremskraftmodulator 100 zwischen dem unteren Ende des äußeren Gehäuses 10d des
Bremskabels 10 und der Führungsröhre 10b für das innere
Seil zu befestigen. Auf diese Weise wird das untere Ende des äußeren Gehäuses 10d in
ein Ende des Bremskraftmodula tors 100 eingeschoben, und
das obere Ende der Führungsröhre 10b für das innere
Seil wird in das andere Ende des Modulators 100 eingeschoben.
Das hintere Ende (nicht gezeigt) des inneren Seils 10a ist
an einem Befestigungsabschnitt für
das Ende des inneren Seils des Bremshebels (nicht gezeigt) befestigt.
Das vordere Ende 10f des inneren Seils 10a durchläuft nacheinander
das äußere Gehäuse 10d,
den Bremskraftmodulator 100, die Führungsrolle 10b für das innere
Seil und die Ausziehbare Schutzumhüllung 10c und wird
anschließend
am oberen Ende des Bremsarms 12a durch die Schraube 80 befestigt.
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Wie in den 15 und 16 gezeigt,
umfasst der erfindungsgemäße Bremskraftmodulator 100 ein Gehäuse 110,
ein erstes Blockierelement 120, eine Spulenfeder 130 und
ein zweites Blockierelement 140. Das Gehäuse 110 ist
ein hohler zylindrischer Körper
aus Aluminium oder hartem Harz und weist an seinem einen Ende eine
erste kreisförmige Öffnung 112 und
an seinem anderen Ende eine zweite kreisförmige Öffnung 116 auf.
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Das erste Blockierelement 120 ist
ein hohler zylindrischer Körper
aus Harz und weist einen zylindrischen Abschnitt 122 mit
einer Stirnwand 123 an dessen vorderer Stirnseite (rechte
Seite in 16), eine dritte
kreisförmige Öffnung 124,
die in einem mittleren Abschnitt der Stirnwand 123 ausgebildet
ist und einen Durchmesser aufweist, der etwas größer als der Außendurchmesser
des inneren Seils 10a ist, und eine erste ringförmige Auflage 125 auf,
die im zylindrischen Abschnitt 122 ausgebildet ist, um
ein Ende des äußeren Gehäuse 10d des
Bremskabels 10 oder ein Ende der Führungsröhre 10b für das innere
Seil aufliegen zu lassen. Außerdem
ist der zylindrische Abschnitt 122 des ersten Blockierelements 120 an
seiner hinteren Stirnseite (linke Seite in 16) mit einem ringförmigen Flansch 126 versehen.
Der ringförmige
Flansch 126 weist einen Außendurchmesser auf, der etwas
kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 110 und größer als
der Innendurchmesser der ersten Öffnung 112 des
Gehäuses 110 ist.
Das erste Blockierelement 120 ist bewegbar neben der ersten Öffnung 112 innerhalb
des Gehäuses 110 angeordnet
und es wird verhindert, dass es aus dem Gehäuse 110 aus der ersten Öffnung 112 herausfällt, aufgrund
der Tatsache, dass der Außendurchmesser
des Flansches 126 größer als
der Innendurchmesser der ersten Öffnung 112 ist.
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Die Spulenfeder 130 besteht
aus Stahl und weist einen Außendurchmesser
auf, der etwas kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 110 ist und
einen Innendurchmesser, der gleich oder etwas größer als der Außendurchmesser
des zylindrischen Abschnitts 122 des ersten Blockierelements 120 und als
der Außendurchmesser
eines zylindrischen Abschnitts 142 des zweiten Blockierelements 140 ist, der
später
beschrieben wird. Die Spulenfeder 130 ist in dem Gehäuse 110 angeordnet,
wobei einer ihrer Endabschnitte den zylindrischen Abschnitt 122 des ersten
Blockierelements 120 umgibt und gegen den ringförmigen Flansch 126 des
ersten Blockierelements 120 anliegt.
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Ähnlich
zum ersten Blockierelement 120 ist das zweite Blockierelement 140 ein
hohler zylindrischer Körper
aus Harz und es weist einen zylindrischen Abschnitt 142 mit
einer Stirnwand 143 an dessen vorderer Stirnseite (linke
Seite in 16), eine vierte
kreisförmige Öffnung 144,
die in einem mittlerem Abschnitt der Stirnwand 143 ausgebildet
ist und einen Durchmesser aufweist, der etwas größer als der Außendurchmesser
des inneren Seils 10a ist, und eine zweite ringförmige Anschlagfläche 145 auf, die
in dem zylindrischen Abschnitt 142 zum Anliegen gegen ein
Ende des äußeren Gehäuses 10d des Bremskabels 10 oder
gegen ein Ende der Führungsröhre 10b für das innere
Seil ausgebildet ist. Außerdem
ist der zylindrische Abschnitt 142 des zweiten Blockierelements 140 an
dessen hinterer Stirnseite (rechte Seite in 16) mit einem ringförmigen Flansch 146 versehen.
Der ringförmige
Flansch 146 weist einen Außendurchmesser auf, der gleich
oder etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Gehäuses 110 ist.
Das zweite Blockierelement 140 ist in die zweite Öffnung 116 des
Gehäuses 110 durch Druck
eingepasst und befestigt.
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Wenn der oben beschriebene Bremskraftmodulator 100 zusammengesetzt
wird, wird zuerst das erste Blockierelement 120 neben der
ersten Öffnung 112 im
Gehäuse 110 angeordnet,
und anschließend
wird die Spulenfeder 130 in das Gehäuse 110 eingeschoben,
so dass ein Endabschnitt der Spulenfeder 130 den zylindrischen
Abschnitt 122 des ersten Blockierelements 120 umgibt.
In diesem Zustand wird das zweite Blockierelement 142 von
der zweiten Öffnung 116 des
Gehäuses 110 aus
in das Gehäuse 110 geschoben,
so dass der zylindrische Abschnitt 142 des zweiten Blockierelements 140 in
den anderen Endabschnitt der Spulenfeder 130 eingeschoben wird,
die somit gegen den ringförmigen
Flansch 146 des zweiten Blockierelements 140 anliegt.
So befindet sich die Spulenfeder 130 in einem komprimiertem Zustand
dadurch, dass sie von ihren beiden Endabschnitten durch den ringförmigen Flansch 126 des
ersten Blockierelements 120 bzw. den ringförmigen Flansch 146 des
zweiten Blockierelements 140 gedrückt wird. In diesem Zustand
wird eine Klemmwirkung auf die äußere Randfläche des
Gehäuses 110 in
der Nähe
der zweiten Öffnung 116 ausgeübt, so dass
das zweite Blockierelement 140 in der zweiten Öffnung 116 integral
am Gehäuse 110 befestigt wird.
Alternativ kann das Gehäuse 110 so
modifiziert werden, dass es dem Aufbau des Gehäuses 20' ähnelt, das in 11 gezeigt ist. Mit anderen Worten, das
erste Blockierelement 120 kann im Gehäuse 110 durch hineindrücken einer
Kappe oder Unterlegscheibe, wie z. B. einer Endkappe oder eines
Elements 36' der
vorherigen Ausführungsform,
gehalten werden. So wird das Zusammensetzen des Bremskraftmodulators 100 abgeschlossen.
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Um eine ruckfreie Bewegung des ersten
Blockierelements 120 und eine ruckfreie Ausdehnung und
Kompression der Spulenfeder 130 im Gehäuse 110 zu erhalten,
kann das innere des Gehäuses 110 natürlich mit
einem Schmieröl
(nicht gezeigt) überzogen
werden.
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Zusätzlich kann, wie in 17 gezeigt, eine ringförmige Ausnehmung 118 im
Gehäuse 110 in
der Nähe
der zweiten Öffnung 116 ausgebildet
werden, um den ringförmigen
Flansch 146 des zweiten Blockierelements 140 zu
halten, wenn das zweite Blockierelement 140 in die zweite Öffnung 116 gedrückt wird.
Diese Anordnung erleichtert die Positionierung des zweiten Blockierelements 140 und
verhindert eine einfache Bewegung desselben.
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Obwohl oben eine Klemmwirkung erzielt wird,
um zu veranlassen, dass das zweite Blockierelement 140 in
der zweiten Öffnung 116 integral
am Gehäuse 110 befestigt
wird, ist die vorliegende Erfindung darauf nicht beschränkt. Das
zweite Blockierelement 140 kann in der zweiten Öffnung 116 mit
einem Klebstoff befestigt werden.
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Als nächstes wird die Stärke der
Vorlastkraft beschrieben, die auf die Spulenfeder 130 des
erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators 100 ausgeübt wird.
Hier steht die Vorlastkraft für
eine Traktionskraft (Zugkraft), die auf das innere Seil 10a des
Bremskabels 10 ausgeübt
werden muss, um eine Bewegung der Führungsröhre 10b des inneren
Seils in Richtung des äußeren Gehäuses 10d
des Bremskabels 10 auszulösen, wenn ein Fahrer den Bremshebel
(nicht gezeigt) ergreift, um das innere Seil 10a für die Bremsbetätigung zu
ziehen.
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Aufgrund von Unterschieden bei verschiedenen
Fahrern im Gewicht, der Greifkraft und der Gewohnheit, die Bremse
zu betätigen,
wird die Spulenfeder 130 des erfindungsgemäßen Bremskraftmodulators 100 mit
einer Kraft vorgespannt, die eine Stärke im Bereich von z. B. 7–13 kg aufweist.
Ein Fahrer kann einen geeigneten Bremskraftmodulator 100 auf der
Grundlage von seinem/ihrem Gewicht, Greifkraft der Hand und Bremsbetätigungsgewohnheiten
erwerben. Z. B. kann ein Fahrer, dessen Gewicht 60 kg beträgt, geeigneterweise
eine Bremskraftmodulator 100 auswählen, der eine Vorlastkraft
von 10 kg aufweist, und ein Fahrer, dessen Gewicht über 60 kg liegt,
kann geeigneterweise einen Bremskraftmodulator 100 auswählen, der
eine Vorlastkraft von 13 kg aufweist, während ein Fahrer, dessen Gewicht
unter 60 kg liegt, einen Modulator 100 auswählen kann,
der eine Vorlastkraft von 7 kg aufweist.
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Wenn ein Fahrer den Bremshebel (nicht
gezeigt) ergreift, um das innere Seil 10a des Bremskabels 10 zur
Bremsbetätigung
zu ziehen, wird eine Spannung (Traktionskraft) im inneren Seil 10a erzeugt.
Wenn die Spannung größer als
die Vorlastkraft ist (z. B. 7, 10 oder 13 kg), die auf die Spulenfeder 130 des
Bremskraftmodulators 100 ausgeübt wird, wird die Führungsröhre 10b
für das
innere Seil zur Bewegung in dem Zustand veranlasst, indem ihr oberes
Ende gegen die erste Anschlagfläche 125 des ersten
Blockierelements 120 anliegt. So wird bewirkt, dass das
erste Blockierelement 120 zusammen mit der Führungsröhre 10b
für das
innere Seil sich zum äußeren Gehäuse 10d
des Bremskabels 10 bewegt. Demzufolge wird die Spulenfeder 130 im
Gehäuse 110 durch
den ringförmigen
Flansch 126 des ersten Blockierelements 120 zusammengedrückt. Daher kann
eine Verzögerung
der Bremsaktion aufgrund erhöhten
Traktionshubs und Traktionskraft des inneren Seils 10a erzielt
werden, die für
die Kompression der Spulenfeder 130 benötigt werden.
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18 zeigt
eine Beziehung zwischen der Bremskraft (kg) und dem Traktionshub
(mm) des inneren Seils eines Bremskabels zur Erläuterung verschiedener Bremskräfte, die
mit unterschiedlichen auf die Spulenfeder 130 ausgeübten Vorspannkräften erzeugt
wurden.
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In 18 zeigt
die Ordinatenachse die Bremskraft (kg) und die Abzissenachse zeigt
den Traktionshub des inneren Seils des Bremskabels. Die unterbrochene
Linie in 18 steht für eine Bremskraftkurve
einer allgemeinen Cantilever-Bremseinrichtung ohne erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 100,
und jede der geneigten durchgezogenen Linien in 18 steht für eine Bremskraftkurve einer
allgemeinen Cantilever-Bremseinrichtung mit einem daran befestigten
erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 100.
Die drei durchgezogenen Kurven stehen von unten nach oben für Bremskraftkurven
in den Fällen
von auf die Spulenfeder 130 ausgeübten Vorlastkräften von
7, 10 bzw. 13 kg.
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Aus der unterbrochenen Linie in 18 ergibt sich, dass eine
allgemeine Bremseinrichtung ohne erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 100 eine
steile Bremskraftkurve aufweist. D. h. wenn man mit einem Traktionshub
von 14 mm beginnt, kann eine große Bremskraft mit einem kurzen
Traktionshub des inneren Seils erreicht werden. Im Gegensatz dazu
erhält
man, wie durch die durchgezogenen Linien in 18 gezeigt, nach Befestigung des Bremskraftmodulators 100 der
vorliegenden Anmeldung an derselben Bremseinrichtung Bremskraftkurven,
die Puffereffekte zeigen. D. h., die Fahrradbremseinrichtung 1 lässt sich
jetzt für
den unerfahrenen Fahrer leichter kontrollieren.
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Wenn, genauer gesagt, ein Bremskraftmodulator 100 mit
einer Vorlastkraft von 7 kg verwendet wird, wird die Bremskraft
in einem Anfangsabschnitt mit einem Traktionshub von 12 bis 16 mm
stark erhöht.
In einem Zwischenbereich mit einem Traktionshub von 16 bis etwa
26 mm nimmt die Bremskraft jedoch langsam zu. Die Bremskraft nimmt
wieder schnell zu in einem Schlussabschnitt, nachdem der Traktionshub über 26 mm
hinausgeht.
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Wenn ein Bremskraftmodulator mit
einer Vorlastkraft von 10 kg verwendet wird, wird die Bremskraft
in einem Anfangsbereich bei einem Traktionshub von 12 bis 17 mm
stark erhöht.
In einem Zwischenbereich bei einem Traktionshub von 17 bis etwa
27 mm wird die Bremskraft jedoch langsam erhöht. In einem Schlussabschnitt,
nachdem der Traktionshub 27 mm überschritten hat, wird die
Bremskraft wieder stark ansteigen.
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Wenn ein Bremskraftmodulator mit
einer Vorlastkraft von 13 kg verwendet wird, wird die Bremskraft
in einem Anfangsbereich bei einem Traktionshub von 12 bis 18 mm
stark erhöht.
In einem Zwischenbereich bei einem Traktionshub von 18 bis etwa
28 mm wird die Bremskraft jedoch langsam erhöht. In einem Schlussabschnitt,
nachdem der Traktionshub 28 mm überschritten
hat, wird die Bremskraft wieder stark ansteigen.
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Es ergibt sich aus diesen Bremskraftkurven, dass
mit dem zusätzlich
befestigten erfindungsgemäßen Bremskraftmodulator 100 der
Traktionshub des inneren Seils des Bremskabels zwischen dem Beginn
der Bremsbetätigung
und dem vollständigen Stillstand
des Rades aufgrund der Sperrung der Felge durch die Bremsklötze einen
hinreichend langen Abschnitt eines Pufferhubs enthält, der
das zu zeitige Sperren der Felge durch die Bremsklötze verhindert. Während des
Pufferhubs erhält
der Fahrer immer noch eine Bremswirkung und daher ein gutes Bremskontrollgefühl. Der
Fahrer kann auf komfortable Weise die Bremskontrolle ausführen, ohne
auf professionelle Steuerkünste
angewiesen zu sein und kann die Fahrt somit genießen. Das überfrühe Sperren
der Felge des Rades durch die Bremsklötze und damit das Versagen
der Bremskontrolle werden insbesondere bei einer Bergabfahrt wirksam
verhindert.
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Gemäß dem Bremskraftmodulator für eine Fahrradbremse
der vorliegenden Erfindung kann der Bremskraftmodulator, da seine
baulichen Abmessungen den Größen eines
Außengehäuses und
einer Führungsröhre für das innere
Seil eines Bremskabels für
eine generelle zur Zeit auf dem Markt erhältliche Bremseinrichtung entsprechen
und ihr Volumen klein ist, nach Belieben auf halber Strecke entlang
des Bremskabels jeder Art von Fahrradbremse befestigt werden und
weist eine besondere Allgemeinanwendbarkeit auf.
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Da außerdem die Spulenfeder, das
erste Blockierelement und das zweite Blockierelement alle im Gehäuse eingeschlossen
sind, weist der Bremskraftmodulator eine vereinfachte Struktur eine
hohe Zuverlässigkeit
und geringe Herstellungskosten und daher eine große Generalität auf.
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Weiter stehen verschiedene Vorlastkräfte wie
z. B. 7, 10 und 13 kg zur Auswahl zur Verfügung, die auf die Spulenfeder
ausgeübt
werden. Ein Fahrer kann einen Bremskraftmodulator mit einer geeigneten
Vorlastkraft auf der Grundlage seines/ihres Gewichts, der Greifkraft
der Hand und die Gewohnheiten beim Betätigen der Bremse auswählen. So
kann der Fahrer ein gutes Bremskontrollgefühl erzielen und die Bremskontrolle
bequem ausführen,
ohne von professionellen Steuerkünsten
abhängig
zu sein und kann so die Fahrt genießen. Das überfrühe Sperren der Felge des Rades
durch die Bremsklötze
und damit das Versagen der Bremskontrolle werden insbesondere beim
Bergabfahren wirksam verhindert.
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Während
nur drei Hauptausführungsformen gewählt wurden,
um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, wird sich den
Fachleuten aus dieser Offenbarung ergeben, dass hier verschiedene Änderungen
und Modifikationen durchgeführt
werden können,
ohne vom durch die anliegenden Ansprüche definierten Umfang der
Erfindung abzuweichen. Weiter ist die vorangegangene Beschreibung der
erfindungsgemäßen Ausführungsformen
nur zur Veranschaulichung und nicht zum Zwecke der Beschränkung der
durch die anliegenden Ansprüche definierten
Erfindung vorgesehen.