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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Fahrradbremseinrichtung und insbesondere
auf eine Fahrradbremseinrichtung von der Art gerichtet, die ein
Rad durch Drücken
von ersten und zweiten gegenüber
liegenden Bremsschuhen gegen das Rad im Ansprechen auf die Betätigung eines
Steuerkabels drückt,
welches ein Innenkabel aufweist, das sich relativ zu einer äußeren Hülle bewegt.
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Eine
Bremseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist zum Beispiel
aus DE-A-37 09 804
bekannt.
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Die
durch Schuhdruck betätigten
Bremseinrichtungen, welche bei Fahrrädern verwendet werden, bremsen
die Räder
im Allgemeinen, indem sie ein Paar gegenüber liegende Bremsschuhe gegen das
Rad drücken,
wenn ein Innenkabel, welches auf der Innenseite einer äußeren Hülle positioniert
ist, gezogen wird. Mit einer derartigen Bremseinrichtung sind ein
Paar Bremsverbindungsstücke
schwenkbar am Rahmen oder dergleichen angebracht. Die Schuhanbringkomponenten
werden so angebracht, dass sie jeweils einem dieser Bremsverbindungsstücke zugewandt
sind, und die Bremsschuhe sind an diesen Schuhanbringkomponenten
montiert. Das distale Ende eines Innenkabels oder das distale Ende
einer äußeren Hülle wird
an den Bremsverbindungsstücken
gestoppt. Wenn der am Lenker angebrachte Bremshebel betätigt und
das Innenkabel gezogen wird, schwenken die Bremsverbindungsstücke in die
Richtung, in welcher sie sich näher
zueinander ziehen, und diese Schwenkbewegung bewirkt, dass die Bremsschuhe
gegen das Rad drücken.
Die Strecke der Bewegung der Bremsschuhe, d. h. der Vorschub der
Bremsverbindungsstücke
(die Strecke ihrer Schwenkbewegung), steigt grob proportional zu der
Strecke an, über
die das Innenkabel gezogen wird.
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Eine
Lücke von
mehreren Millimetern ist z. B. zwischen den Bremsschuhen und den
Seitenflächen der
Radfelge erforderlich. Der Zweck hiervon ist zu verhindern, dass
die Bremsschuhe als Ergebnis einer axialen Unrundheit der Felge
oder dergleichen in Kontakt mit der Felge gelangen. Wegen dieser
Lücke zwischen
den Bremsschuhen und den Seitenflächen der Radfelge gibt es einen
Zeitverzug zwischen der Betätigung
des Bremshebels und dem Punkt, an welchem die Bremsschuhe tatsächlich gegen
die Felge stoßen
und der Bremsvorgang beginnt. Um diesen zeitlichen Verzug zu minimieren,
ist eine bekannte Bremseinrichtung, welche in US Patent Nr. 4765443 offenbart
ist, mit einem Schnellüberbrückungsmechanismus
ausgestattet, welcher die Bremsverbindungsstücke zu Beginn des Bremsvorgangs
rasch bewegt. Diese Bremseinrichtung ist mit einem Paar linker und
rechter Bremsverbindungsstücke,
einer Rückholfeder
und einer Schnellüberbrückungsnocke ausgestattet,
welche zwischen den Bremsverbindungsstücken positioniert ist. Rollen,
die jeweils eine Nockenrille aufweisen, die in ihrer Umrandungsfläche ausgebildet
ist, sind an den oberen Enden der Bremsverbindungsstücke montiert,
und diese Nockenrillen greifen mit dem Schnellüberbrückungsarm zusammen. Bremsschuhe
sind an den unteren Enden der Bremsverbindungsstücke montiert, und der Schwenkmittelpunkt,
der auf einem auf der Fahrradgabel vorgesehenen Sitz gebildet wird,
ist in der Mitte jedes Bremsverbindungsstücks vorgesehen. Eine Rückholfeder
ist vorgesehen, um die Bremsverbindungsstücke zur Bremslöseseite
hin vorzuspannen. Die Anpassung der Federkraft dieser Rückholfeder ermöglicht,
dass die Schwenkbalance (Vorschubbalance) der Bremsverbindungsstücke in der
Löseposition
angepasst werden können,
und ermöglicht,
dass die Position des Bremsbeginns der Bremsverbindungsstücke gleich
gemacht werden kann.
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Die
Schnellüberbrückungsnocke
ist mit dem Innenkabel verbunden und hebt sich an, wenn das Innenkabel
gezogen wird. Die Schnellüberbrückungsnocke
weist an beiden Rändern
eine Nockenkomponente auf, die in die Nockenrille in jedem der Bremsverbindungsstücke eingreift.
Der Abstand zwischen diesen Nockenkomponenten weitet sich langsam
von oben nach unten auf, wobei dazwischen ein weniger stark aufweitender
Abschnitt liegt. Da die Bremsschuhe unterhalb des Schwenkmittelpunkts
montiert sind, werden die Bremsschuhe gegen das Rad gedrückt, wenn
die Bremsverbindungsstücke
in Öffnungsrichtung
schwenken. Wenn das Innenkabel gezogen und die Schnellüberbrückungsnocke
bewegt wird, öffnen
sich folglich beide Bremsverbindungsstücke, wobei die Strecke der Öffnung (Vorschubstrecke)
der Bremsverbindungsstücke
zuerst mit Bezug auf die Strecke groß ist, über die das Innenkabel gezogen
wird, so dass die Bremsschuhe schnell gegen die Seitenflächen der
Felge stoßen.
Mit der Abnahme der Aufweitung der Nockenkomponenten nimmt auch die
Rate der Öffnung
der Bremsverbindungsstücke mit
Bezug auf die Strecke, zu dem das Innenkabel gezogen wird, ab und
es gibt einen entsprechenden Anstieg in der Druckkraft der Bremsschuhe
gegen die Felge.
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Wenn
bei dieser Art von Aufbau der Versuch unternommen wird, eine leitungsstarke
Bremskraft zu erzielen, wird man die spezifizierte Vorschubweite des
Bremsverbindungsstücks
nicht erhalten, solange kein Anstieg in der vertikalen Länge der
Nocke wenigstens in den Abschnitten der Nocke stattfindet, in denen
die Rate der Aufweitung abnimmt. Wenn jedoch in der tatsächlichen
Praxis die vertikale Länge der
Nocke so erhöht
wird, kann dies Probleme verursachen, wie z. B. das Anhaften von
Matsch oder das In-Kontakt-Kommen des unteren Abschnitts mit dem Rad
zu Beginn des Bremsvorgangs. Folglich gibt es eine Abmessungsbegrenzung
dahingehend, wie weit die Bremskraft durch Verlängern des langsameren Aufweitungsabschnitts
der Nocke erhöht
werden kann, und es ist schwierig, eine hohe Bremskraft mittels
dieses bekannten Bremsaufbaus zu erhalten.
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Da
die Rate der Bewegung der Bremsschuhe für eine gegebene Strecke der
Aufwärtsbewegung der
Nocke variiert, ist es nötig,
dass die Nocke korrekt positioniert ist, d. h. perfekt symmetrisch
zu der vertikalen Achse, welche durch das Rad verläuft. Wenn
die Nocke irgendwie schlecht ausgerichtet ist (z. B. relativ zur
vertikalen Achse geneigt oder seitlich zu einer Seite der vertikalen
Achse versetzt ist), dann kann ein Bremsschuh sich mit einer anderen
Rate als der andere Bremsschuh bewegen, und dieser Bremsschuh kann
die Felge vor dem anderen Bremsschuh berühren. Dies wiederum bedeutet,
dass die gewünschte
Bremskraft nicht erzielt wird und sich einer der Bremsschuhe schneller
abnutzen wird als der andere.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung ist auf eine Bremseinrichtung nach Anspruch
1 gerichtet. Bevorzugte Ausführungsformen
stellen eine Bremseinrichtung bereit, in der eine leistungsstarke
Bremskraft mit einem Vorschubvariationsmechanismus erzielt wird, ohne
die Abmessungen der Bremseinrichtung zu stark zu beschränken, während sie
es weniger wahrscheinlich macht, dass die Schwenkbalance der Bremsverbindungsstücke in der
Mitte der Bremsbetätigung
verloren geht. In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform bremst einer Fahrrad bremseinrichtung
ein Rad durch Drücken
erster und zweiter gegenüber
liegender Bremsschuhe gegen das Rad im Ansprechen auf die Betätigung eines
Steuerkabels, das ein Innenkabel aufweist, welches sich relativ
zu einer äußeren Hülle in einer
ersten und zweiten Richtung bewegt. Das erste Bremsverbindungsstück enthält eine
erste Stützkomponente
zur schwenkbaren Befestigung des ersten Bremsverbindungsstücks am Fahrrad,
eine erste Schuhanbringkomponente und eine äußere Stoppkomponente zum Fixieren
der äußeren Hülle am Steuerkabel.
Das zweite Bremsverbindungsstück
enthält
eine zweite Stützkomponente zur
schwenkbaren Befestigung des zweiten Bremsverbindungsstücks am Fahrrad
und eine zweite Schuhanbringkomponente. Ein Mechanismus zur Aufnahme
des Innenkabels ist mit dem zweiten Bremsverbindungsstück zur Aufnahme
des Innenkabels so gekoppelt, dass sich das zweite Bremsverbindungsstück im Ansprechen
auf die Bewegung des Innenkabels bewegt, wobei der Mechanismus zur
Aufnahme des Innenkabels einen Bewegungsvariationsmechanismus zum
Variieren der Rate der Bewegung des zweiten Bremsverbindungsstücks pro
Einheitsbewegung des Innenkabels enthält. Ein Übertragungsmechanismus erstreckt
sich zwischen dem ersten Bremsverbindungsstück und dem zweiten Bremsverbindungsstück so, dass
die Bewegung des Innenkabels die Bewegung von sowohl dem ersten Bremsverbindungsstück als auch
dem zweiten Bremsverbindungsstück
veranlasst. In einer spezifischeren Ausführungsform reduziert der Bewegungsvariationsmechanismus
die Rate der Bewegung des zweiten Bremsverbindungsstücks pro
Einheitsbewegung des Innenkabels in der ersten Richtung fortlaufend.
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Der
Bewegungsvariationsmechanismus kann viele Formen annehmen. Zum Beispiel
kann der Bewegungsvariationsmechanismus eine Seilscheibe umfassen,
die drehbar um eine exzentrische Achse herum montiert ist, wobei
das Innenkabel um die Seilscheibe herum läuft. In diesem Fall kann das
erste Bremsverbindungsstück
eine Innenkabelbefestigungskomponente enthalten, die von der äußeren Stoppkomponente
beabstandet ist, und das Innenkabel kann einen ersten Abschnitt,
der sich von der äußeren Stoppkomponente
zu Seilscheibe erstreckt, und einen zweiten Abschnitt enthalten,
der sich von der Seilscheibe zur Innenkabelbefestigungskomponente
erstreckt. Der zweite Abschnitt des Innenkabels bildet dann den Übertragungsmechanismus.
Alternativ kann der Bewegungsvariationsmechanismus ein Hebelelement
mit einer Befestigungskomponente umfassen, die schwenkbar am zweiten
Bremsverbindungsstück
montiert ist. In diesem Fall kann das Hebelelement eine Kabel stoppkomponente
mit einem von der Befestigungskomponente beabstandeten Kabelanschlag
und eine Übertragungsstoppkomponente
mit einem von der Befestigungskomponente beabstandeten Übertragungsanschlag
enthalten. Das Innenkabel ist am Kabelanschlag angebracht, und der Übertragungsmechanismus
erstreckt sich vom Übertragungsanschlag
zum ersten Bremsverbindungsstück.
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Die
vorliegende Erfindung kann auf Cantileverbremsen, Seitenzugsattelbremsen
oder viele andere Bremstypen angewendet werden. Wenn sie mit Cantileverbremsen
verwendet wird, können
die Bremsen einen Schwenkbalanceeinstellmechanismus zum Einstellen
einer Schwenkbalance der ersten und zweiten Bremsverbindungsstück enthalten. Da
der Anstieg des Vorschubs nur mit einem Vorschubvariationsmechanismus
variiert wird, der nur an dem zweiten Bremsverbindungsstück anstatt
an beiden Bremsverbindungsstücken
montiert ist, wird es bei Einstellen der Schwenkbalance am Anfang keine
Neigung zum Verlust der Schwenkbalance in der Mitte des Bremsvorgangs
geben. Weiter wird die Erhöhung
des Vorschubs entsprechend der Erhöhung der Zugstrecke des Innenkabels
durch den Vorschubvariationsmechanismus variiert, welcher am zweiten
Bremsverbindungsstück
montiert ist, und dies wird auf das erste Bremsverbindungsstück übertragen,
so dass, wenn der Vorschubanstieg langsam abnimmt, die Bremskraft
ohne Verwendung einer Nocke langsam erhöht werden kann. Da die Stärke der Bremskraft
hier nur von der Erhöhung
des Vorschubs abhängt,
der durch den Vorschubvariationsmechanismus variiert wird, gibt
es keine Abmessungsbeschränkungen
wie die, welche durch eine Nocke herbeigeführt werden. Folglich kann eine
leistungsstarke Bremskraft ohne das zu starke Beschränken der
Abmessung des Bremsmechanismus erhalten werden.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht
eines Vorderteils eines Fahrrads, bei dem eine spezielle erfindungsgemäße Ausführungsform
eingesetzt wird;
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2 ist eine Vorderansicht
einer speziellen Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung;
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3 ist eine seitliche Querschnittansicht der
in 2 gezeigten Bremseinrichtung;
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4 ist eine Ansicht längs der
Linie IV-IV in 2;
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5 ist eine detaillierte
Schrägansicht,
die zeigt, wie die Bremseinrichtung an dem Fahrrad montiert wird;
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6 ist eine detaillierte
Ansicht einer speziellen Ausführungsform
einer exzentrisch befestigten Seilscheibe, welche in der in 2 gezeigten Bremseinrichtung
verwendet wird;
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7 ist eine Draufsicht auf
die in 6 gezeigte Seilscheibe;
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8 ist ein Modelldiagramm,
welches die Beziehung zwischen der Strecke des Vorschubs und der
Strecke des Zugs in der in 7 gezeigten
Seilscheibe zeigt;
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9 ist ein Graph, der die
Beziehung zwischen der Strecke des Vorschubs und der Strecke des
Zugs in der in 7 gezeigten
Seilscheibe zeigt;
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10 ist eine Vorderansicht
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung;
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11 ist eine Vorderansicht
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung;
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12 ist eine Vorderansicht
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung;
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13 ist eine Vorderansicht
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung;
und
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14 ist eine Vorderansicht
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Bremseinrichtung.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In
den 1 und 2 wird die Seitenzugcantileverbremseinrichtung 1,
die zu einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gehört,
z. B. an einem Vorderrad verwendet und führt einen Bremsvorgang aus,
indem die gegen die Seitenflächen 5a der Felge 5 des
Vorderrades 2 drückt.
Die Bremseinrichtung 1 wird schwenkbar auf der Vordergabel 4 des Rahmens 3 gehalten.
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Die
Vordergabel 4 ist eine Gabel mit Luft/Öl- oder Elastomer-Aufhängung, welche
Stöße von der Straßenoberfläche dämpfen kann.
Die Vordergabel 4 hat ein Paar linker und rechter Aufhängungskomponenten 4a,
eine Befestigungskomponente 4b, die verwendet wird, um
das Paar Aufhängungskomponenten 4b anzubringen,
und einen Stabilisator 4c, der verwendet wird, um die Aufhängungskomponenten 4b zu
verstärken.
Der Stabilisator 4c weist grob gesagt eine invertierte
U-Form auf, die sich in zwei Teile verzweigt, deren untere Enden
in der Mitte entlang der Aufhängungskomponenten 4a fixiert
sind, und welche ein Paar linker und rechter Sitze 8a und 8b an
den beiden Enden aufweist. Wie in 5 gezeigt,
sind an den Sitzen 8a und 8b gestufte Fixierstifte 9a bzw. 9b (nur 9a ist
gezeigt) vorgesehen, die nach vorne vorstehen. Die Sitze 8a und 8b weisen außerdem drei
Stopplöcher 14h, 14m und 14s auf, die
verwendet werden, um Bremslösetorsionsspulenfeder
(unten beschrieben) zu stoppen, die an der Bremseinrichtung 1 vorgesehen
ist, und die auf einem Kreis vorgesehen sind, dessen Mittelpunkt
der Mittelpunkt der Fixierstifte 9a und 9b ist.
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Wie
in den 1 bis 3 gezeigt, ist die Bremseinrichtung 1 mit
dem distalen Ende eines Steuerkabels 10 verbunden. Dies
Grundabschnittsende dieses Steuerkabels 10 ist mit einem
Bremshebel 7 verbunden, der an dem Lenker 6 vorgesehen
ist. Das Steuerkabel 10 weist ein Innenkabel 10a,
dessen Grundabschnittsende am Bremshebel 7 anschlägt, und
eine äußere Hülle 10b auf,
die am Befestigungsrahmen des Bremshebels anschlägt und durch deren Inneres
sich das Innenkabel 10a bewegt.
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Die
Bremseinrichtung 1 weist ein Paar linke und rechte Bremsverbindungsstück 12a und 12b auf, die
schwenken können.
Bremsschuhe 13a und 13b sind in der Mitte der
Bremsver bindungsstück 12a und 12b so
angebracht, dass die einander zugewandt sind und ihr Befestigungswinkel
eingestellt werden kann. Die Bremsverbindungsstück 12a und 12b weisen
plattformartige Verbindungseinheiten 15a bzw. 15b auf,
die sich nach oben erstrecken und auf der Rückseite dünner sind. Die Grundabschnittsenden der
Verbindungseinheiten 15a und 15b sind mit Drehstützkomponenten 16a und 16b versehen,
welche drehbar an den Fixierstiften 9a und 9b gelagert
sind, die sich von den Sitzen 8a und 8b erstrecken.
Der Mittelteil ist mit Schuhanbringkomponenten 17a und 17b versehen,
die verwendet werden, um die Bremsschuhe 13a und 13b anzubringen.
Ein Verbindungsgestänge 18,
welches so positioniert ist, dass es zur Seite hin zeigt, ist schwenkbar
am distalen Ende der Verbindungseinheit 15b montiert. Eine
Drehwelle 25 ist am distalen Ende des Verbindungsgestänges 18 montiert,
und eine exzentrische Seilscheibe 18 ist drehbar an der
Drehwelle 25 gelagert.
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Wie
in den 6 und 7 gezeigt, weist die exzentrische
Seilscheibe 19 eine Rille 20 auf, um deren Außenseite
das Innenkabel 10a gewickelt werden kann. Acht Schraublöcher 22,
welche zum Montieren von Sechskantschrauben 21 zur Vermeidung
des Verrutschens des Innenkabels 10a verwendet werden,
welches um die Rille 20 gewickelt ist, sind in gleichen
Abständen
in Umfangsrichtung in der vorderen Fläche der exzentrischen Seilscheibe 19 ausgebildet.
Die Schraublöcher 22 laufen
ganz durch die vordere Fläche
der Rille 20 hindurch. Die Sechskantschrauben 21 werden
in eines oder mehrere dieser acht Schraublöcher 22 eingeschraubt
und stoppen das Innenkabel 10a so, dass es in der Rille 20 keine
Relativbewegung ausführen
kann. Ein Mittelloch 19a ist in der exzentrischen Seilscheibe 19 ausgebildet,
und drei exzentrische Drehmittelpunktlöcher 19b bis 19d sind
an verschiedenen radialen Positionen ausgebildet. Das Vorsehen der
Mehrzahl von exzentrischen Drehmittelpunktlöchern 19b bis 19d ermöglicht,
dass die Eigenschaften der Steigerung der Bremskraft und der Steigerung
der Vorschubstrecke der Bremsverbindungsstück 12a und 12b entsprechend
der Steigerung der Strecke, über die
das Innenkabel gezogen wird, stark variiert werden können.
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Wie
in 2 gezeigt, ist eine
zweite Stoppkomponente 28 zum Stoppen des Innenkabels 10a am
distalen Ende der Verbindungseinheit 15 vorgesehen. Unterhalb
der zweiten Stoppkomponente 28 ist eine erste Stoppkomponente 27 zum
Stoppen der äußeren Hülle 10b einen
kleinen Abstand entfernt von der zweiten Stoppkomponente 28 ausgebildet. Die
zweite Stoppkomponente 28 weist eine Rundkopfschraube 28a,
welche in das distale Ende der Verbindungseinheit 15a geschraubt
wird, und eine Unterlegscheibe 28b zum Stoppen des Innenkabels 10a auf.
Die erste Stoppkomponente 27 weist ein Senkloch 27a auf,
welches die linke und die rechte Verbindungseinheit 15a öffnet. Das
Innenkabel 10a, welches sich von der äußeren Hülle 10b an der ersten
Stoppkomponente 27 erstreckt, wird in die Rille 20 der
exzentrischen Seilscheibe 19 gewickelt, zur zweiten Stoppkomponente 28 geführt und
daran befestigt. Als Ergebnis wird die Schwenkbewegung des zweiten
Bremsverbindungsstücks 12b auf
das erste Bremsverbindungsstück 12a übertragen.
Das Vorsehen einer exzentrischen Seilscheibe 19 wie dieser
ermöglicht,
dass die Strecke des Vorschubs der Bremsverbindungsstück 12a und 12b entsprechend
der Erhöhung
der Zugstrecke variiert werden kann.
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Die
Beziehung zwischen der Zugstrecke x des Innenkabels und der Strecke
des Vorschubs y des zweiten Bremsverbindungsstücks 12b (die Änderung
des Abstands L der beiden Bremsverbindungsstück) bei der Verwendung einer
exzentrischen Seilscheibe 19 wie der obigen wird nun unter
Bezugnahme auf das in 8 gezeigte
Modell beschrieben. In diesem Modelldiagramm wird der Radius der exzentrischen
Seilscheibe 19 mit R bezeichnet, der exzentrische Radius
mit P und der Drehwinkel mit A (in Radiant), was eine Beziehung
zwischen der Zugstrecke x und der Vorschubstrecke y ergibt. Die
Position zu Drehbeginn ist die Position, bei der das Mittelloch 19a der
exzentrischen Seilscheibe 19 sich direkt über der
Drehwelle 25 befindet.
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Hier
wird die Vorschubstrecke y in der Relation durch die folgende Formel
mit Bezug auf die Zugstrecke ausgedrückt: y =
(x/2) + P*sin(A) x = R*A
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Daher
erhalten wir aus den obigen beiden Formeln y
= (x/2) + P*sin(x/R).
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9 ist ein Graph der Beziehung,
welche durch diese numerische Formel ausgedrückt ist. In 9 ist die Vorschubstrecke x auf der vertikalen Achse
und die Zugstrecke x auf der horizontalen Achse aufgetragen. Der
Radius R der exzentrischen Seilscheibe 19 beträgt 12 mm.
Hier ist die Beziehung zwischen den beiden Variablen für einen
exzentrischen Radius P von 0 mm, 5,6 mm und 12 mm aufgetragen. Wie
aus dem Graph und der numerischen Formel klar ist, wenn der exzentrische
Radius P bis zu 6 mm beträgt,
nimmt die Zunahme der Vorschubstrecke y langsam mit Bezug auf die
Zunahme der Zugstrecke x bis zu einem Drehwinkel von 180° ab, und
steigt entgegengesetzt über
180° an.
Wenn der exzentrische Radius P 6 (den halben Radius R) übersteigt,
treten 2 Spitzenwerte um 180° herum
auf. Der Abstand dieser beiden Spitzenwerte nimmt langsam entsprechend
dem Anstieg des exzentrischen Radius P zu. Die obige Tendenz wird
vor dem ersten Spitzenwert und nach dem zweiten Spitzenwert betont, und
die Vorschubstrecke nimmt mit Bezug auf einen Anstieg der Zugstrecke
zwischen diesen beiden Spitzenwerten ab.
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Das
Einstellen der optimalen Kurve und der ihrer Drehbeginnposition
aus den Eigenschaften der Kurve für jeden exzentrischen Radius
P ermöglicht die
Auswahl einer raschen oder langsamen Überbrückung (traverse) und ermöglicht,
dass die Steigerung der Vorschubstrecke nach Wunsch eingestellt
werden kann. Wenn die Drehwelle 25 z. B. auf der rechten
Seite (in 6) des Mittelloches 19a positioniert wird,
wird die Drehbeginnposition auf eine Position zwischen 0 und 180° im Graph
von 9 eingestellt. Wenn
daher der exzentrische Radius P 6 mm oder weniger ist, wird die
Erhöhung
der Zugstrecke x (y/x) langsam kleiner bis zu 180°, und steigt
an, wenn 180° überschritten
werden. Es treten zwei Spitzenwerte auf, wenn der exzentrische Radius
P 6 mm übersteigt,
und man sieht dieselbe Tendenz wie oben um die beiden Spitzenwerte,
wobei die Vorschubstrecke mit Bezug auf einen Anstieg der Zugstrecke
zwischen den beiden Spitzenwerten abnimmt. Wenn daher eine schnelle Übertragung
erforderlich ist, sollten die Drehbeginnposition und die Drehabschlussposition
innerhalb eines Bereichs von 0 bis 180° eingestellt werden, wenn der
exzentrische Radius P nicht größer als
der halbe Radius R ist. Wenn der exzentrische Radius P die Hälfte des
Radius R beträgt,
sollte die Drehbeginnposition so eingestellt werden, dass die Drehabschlussposition
vor dem ersten Spitzenwert liegt. In dieser Ausführungsform wurde der exzentrische
Radius auf 5,6 mm, die Drehbeginnposition auf 60° und die Drehabschlussposition
auf 120° eingestellt.
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Wenn
hingegen eine langsame Überbrückung erforderlich
ist, sollte die Drehwelle 25 auf der linken Seite (in 6) des Mittelloches 19a positioniert
werden, und die Drehbeginnposition und die Drehabschlussposition
sollten innerhalb eines Bereiches von 180° bis 360° im Graph von 9 eingestellt werden, wenn der exzentrische
Radius P nicht größer als
der halbe Radius R ist. Wenn der exzentrische Radius P mehr als
die Hälfte
des Radius R beträgt,
sollte die Drehabschlussposition so eingestellt werden, dass die
Drehbeginnposition hinter dem zweiten Spitzenwert liegt. Diese Drehbeginnpositionen
können
eingestellt werden, indem man die Befestigungsposition der Sechskantschrauben 21 und die
Stoppposition des Innenkabels 10a, das an der zweiten Stoppkomponente 28 gestoppt
wird, geeignet variiert.
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Die
Drehstützkomponenten 16a und 16b haben,
wie in 3 gezeigt (nur
die b-Seite ist gezeigt), zylindrische Hülsen 31a und 31b,
die dadurch, dass sie sich bauchen, an den Grundabschnittsenden
der Verbindungseinheiten 15a und 15b fixiert und
den Fixierstiften 9a und 9b fixiert sind, und
zylindrische Federabdeckungen mit Boden 32a und 32b,
die am äußeren Rand
der Hülsen 31a und 31b befestigt
sind. Die zylindrischen Räume 33a und 33b sind
zwischen den Federabdeckungen 32a und 32b und
den Hülsen 31a und 31b gebildet,
und diese Räume 33a und 33b beherbergen
Bremsverbindungsstückvorspannmechanismen
in Form von Torsionsspulenfedern 35a und 35b,
die die Bremsverbindungsstücke 12a und 12b zur
Bremslöseseite
hin vorspannen.
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Die
hinteren Enden 36a und 36b der Torsionsspulenfedern 35a und 35b werden,
wie in 5 gezeigt (nur
die a-Seite ist gezeigt), an einem von drei Stopplöchern 14h bis 14s gestoppt,
die an den Sitzen 8a und 8b vorgesehen sind. Das
Variieren der Stoppposition an diesen Stopplöchern 14h bis 14s ermöglicht es,
dass die Intensität
der Kraft auf die Bremslöseseite
in drei Stufen eingestellt werden kann. Die vorderen Enden (nicht
gezeigt) werden am Boden der Federabdeckungen 32a und 32b gestoppt.
Die Stoppposition der vorderen Enden der Torsionsspulenfedern 35a und 35b der
Bremsverbindungsstücke 12a und 12b können in
der peripheren Richtung der Fixierstifte 9a und 9b mittels
der Federeinstellschrauben 37a und 37b bewegt
werden, welche in die äußere Oberfläche der
Federabdeckungen 32a und 32b geschraubt werden.
Diese Federeinstellschrauben 37a und 37b bewe gen
die Stoppposition der vorderen Enden der Torsionsspulenfedern 35a und 35b und
stellen dadurch die Federkraft ein, was ermöglicht, dass die Schwenkbalance
der Bremsverbindungsstücke 12a und 12b in
der Löseposition
eingestellt werden kann.
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Die
Federkappen 38a und 38b, die die hinteren Enden
der Torsionsspulenfedern 35a und 35b bedecken,
sind drehbar an der Hinterseite der Federabdeckungen 32a und 32b montiert.
Durchgangslöcher 42a und 42b (nur
die a-Seite ist in 5 gezeigt), durch
welche die hinteren Enden 36a und 36b der Torsionsspulenfedern 35a und 35b geführt werden, sind
in den Böden
der Federkappen 38a und 38b ausgebildet und können die
hinteren Enden der Torsionsspulenfedern 35a und 35b stoppen.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt, haben die Schuhanbringkomponenten 17a und 17b Schuhbefestigungsbeschläge 40a und 40b,
die so ausgebildet sind, dass die sich nach hinten von der mittleren
Innenseite der unteren Abschnitte der Verbindungseinheiten 15a und 15b erstrecken.
Schlitze 45a und 45b, in denen die Bremsschuhe 13a und 13b montiert sind,
sind in den Schuhbefestigungsbeschlägen 40a und 40b ausgebildet.
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Wie
in 4 gezeigt werden
die Bremsschuhe 13a und 13b in die Schlitze 45a und 45b eingeschoben.
Die Bremsschuhe 13a und 13b haben jeweils Gummischuheinheiten 60a und 60b und Schuhbefestigungsstifte 61a und 61b,
die sich etwa von der Mitte in Längsrichtung
nach außen
erstrecken. Männliche
Gewinde sind an den distalen Enden der Schuhbefestigungsstifte 61a und 61b ausgebildet,
und die Bremsschuhe 13a und 13b sind an den Schuhbefestigungsbeschläge 40a und 40b durch
Muttern 62a und 62b befestigt, welche sich auf diese
männlichen
Gewinde schrauben lassen. Konvexe Unterlegscheiben 63a und 63b,
welche eine konvexe Oberfläche
aufweisen, die einen Teil einer sphärischen Oberfläche ausmacht,
und konkave Unterlegscheiben 64a und 64b, die
eine konkave Oberfläche
aufweisen, die in diese konvexe Oberfläche eingreifen, sind zwischen
den Muttern 62a und 62b und den Schuhbefestigungsbeschlägen 40a und 40b sowie
zwischen den Schuheinheiten 60a und 60b und den
Schuhbefestigungsbeschlägen 40a und 40b positioniert.
Das Festziehen der Bremsschuhe 13a und 13b in
den Schlitzen 45a und 45b der Schuhbefestigungsbeschläge 40a und 40b über die
konvexen Unterlegscheiben 63a und 63b und die
konkaven Unterlegscheiben 64a und 64b ermöglicht,
dass die vertikale Position und Neigung der Bremsschuhe 13a und 13b frei
eingestellt werden kann, wie es durch die Position und Neigung der
Seitenflächen 5a der Felge 5 vorgegeben
ist.
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Da
die Bremsschuhe 13a und 13b an der Seite der Vordergabel 4 (nach
hinten) der Bremsverbindungsstücke 12a und 12b positioniert
sind, liegen sie dichter an der Vordergabel 4 und ein kleineres Moment
wird durch die abstoßenden
Kraft von der Felge erzeugt, die auf die Bremsschuhe 13a und 13b ausgeübt wird.
Folglich wird die Torsion der Gabel dazu neigen, die Bremskraft
sogar dann nicht zu senken, wenn eine Aufhängungsgabel mit relativ geringer
Torsionssteifheit verwendet wird. Da die Schuheinheiten 60a und 60b selbst
dünn sind,
gibt es außerdem
eine geringere Biegeverformung der Schuheinheiten 60a und 60b während des
Bremsvorgangs, und es gibt noch weniger Abnahme der Bremskraft.
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Die
Arbeitsweise der Bremseinrichtung 1 während des Bremsvorgangs wird
nun beschrieben. Wenn der Bremshebel 7 betätigt wird,
wird das Innenkabel 10a durch die äußere Hülle 10b gezogen. Während das
Innenkabel 10a gezogen wird, schwenkt das zweite Bremsverbindungsstück 12b, während sich
der Anstieg der Vorschubstrecke y bezüglich des Anstiegs der Zugstrecke
x (y/x) verändert.
Als Ergebnis wird dieses Schwenken auf das erste Bremsverbindungsstück 12a durch
das Innenkabel 10a übertragen,
und die beiden Bremsverbindungsstücke 12a und 12b schwenken
in ihre Schließrichtung
gegen die Vorspannkraft der Torsionsspulenfedern 35a und 35b um
die Vorschubstrecke y. Wenn eine rasche Überbrückung an diesem Punkt eingestellt
ist, wird der Anstieg der Vorschubstrecke y im Bezug auf die Zugstrecke
x des Innenkabels 10a (y/x) langsam kleiner, und es erfolgt
zuerst eine rasche Überbrückung, so
dass die Schuheinheiten 60a und 60b schnell gegen
die Seitenflächen 5a der
Felge 5 stoßen.
Außerdem
wird eine Änderung
der Vorschubstrecke y mit nur der exzentrischen Seilscheiben 19 erreicht,
die an dem zweiten Bremsverbindungsstück 12b montiert ist,
so dass, wenn die Vorspannkraft der Torsionsspulenfedern 35a und 35b mittels
der Federeinstellschrauben 37a und 37b eingestellt
wird und die Schwenkbalance an der Löseposition der Bremsverbindungsstücke 12a und 12b geeignet
eingestellt wird, kein Verlust bei der Schwenkbalance mitten im
Betrieb auftritt. Da der Vorschubsanstieg frei mittels der Drehbeginnposition und
dem exzentrischen Radius der exzentrischen Seilscheibe 19,
die an dem zweiten Bremsverbindungsstück 12b montiert ist,
eingestellt werden kann, kann auch eine leistungsstarke Bremskraft
durch Absenken des Vorschubanstiegs erzielt werden.
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Die
Bremskraft wird erzeugt, wenn die Schuheinheiten 60a und 60b der
Bremsschuhe 13a und 13b die Seitenflächen 5a der
Felge 5 treffen. Die an diesem Punkt erzeugte Bremskraft
ist umgekehrt proportional zum Vorschubanstieg (y/x) und steigt
so langsam entsprechend dem Anstieg der Zugstrecke x an. Sogar wenn
die Bremskraft ansteigt, braucht jedoch die auf das Innenkabel 10a wirkende
Zugkraft sich nicht zu ändern,
und sogar wenn die Kraft, durch welche der Bremshebel 7 betätigt wird,
abnimmt, kann man eine starke Bremskraft in der letzten Hälfte des
Bremsvorgangs erhalten, so dass weniger Aufwand für die Bremsbetätigung erforderlich
ist. Als Ergebnis kann, sogar wenn die Bremsen oft verwendet werden,
wie bei einem Abfahrtsrennen, ein unsauberes Bremsen, das durch
verringerte Griffkraft verursacht wird, reduziert werden.
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Wenn
der Bremshebel 7 gelöst
wird, lockert sich das Innenkabel 10a, und die Vorspannkraft
der Torsionsspulenfedern 35a und 35b veranlasst,
dass die Bremsverbindungsstücke 12a und 12b in
ihre Öffnungsrichtungen
schwenken, und veranlasst, dass die distalen Enden der Schuheinheiten 60a und 60b der
Bremsschuhe 13a und 13b sich von den Seitenflächen der
Felge weg bewegen, so dass der Bremsvorgang gelöst wird.
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So
kann der Anstieg der Vorschubstrecke mit Bezug auf den Anstieg der
Zugstrecke x des Innenkabels (Kabelhub) (y/x) frei eingestellt werden,
indem der Drehmittelpunkt exzentrisch gemacht wird und das Innenkabel 10a so
gestoppt wird, dass es unbeweglich ist. Folglich kann ein rascher Übergang
oder ein langsamer Übergang
frei gewählt
werden, und dies ermöglicht,
die Bremskraft auch frei einzustellen.
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In
der obigen Ausführungsform
wurde die Drehbeginnposition mittels der Stoppposition des Innenkabels 10a auf
die zweite Stoppkomponente 28 eingestellt, ein Mechanismus
zum Einstellen der Drehbeginnposition kann jedoch stattdessen an
der exzentrischen Seilscheibe 19 vorgesehen werden, wie
in 10 gezeigt. Ein hervorstehender
Stift 19e, welcher an dem Verbindungsgestänge 18 anliegt,
ist an der vordern Fläche
der exzentrischen Seilscheibe 19 vorgesehen. Dieser hervorstehende
Stift 19e wird verwendet, um die exzentrische Seilscheibe 19 in
der Drehrichtung an der Drehbeginnposition zu platzieren, und er
beschränkt
die Drehung der exzentrischen Seilscheibe 19 in die der
Drehrichtung entgegen gesetzte Rich tung an der Drehbeginnposition. Außerdem ist
ein Seilscheibenvorspannmechanismus in Form einer Torsionsfeder 19f um
den Rand der Drehwelle 25 in dem Raum zwischen der vorderen
Fläche
der exzentrischen Seilscheiben 19 und dem Verbindungsgestänge 18 angeordnet.
Ein Ende der Torsionsfeder 19f liegt an der vorderen Fläche der
exzentrischen Seilscheibe 19 an und das andere Ende am
Verbindungsgestänge 18,
und diese Feder spannt die exzentrische Seilscheibe 19 in
die der Drehrichtung entgegen gesetzte Richtung vor. Als Ergebnis
dieses Aufbaus hält
die exzentrische Seilscheibe 19 am Beginn ihrer Drehung
immer dieselbe Höhe.
Wenn das Innenkabel demgemäß ersetzt
wird, nachdem es abgenommen wurde, braucht die Drehbeginnposition
nicht jedes Mal neu eingestellt zu werden, und der Vorschubanstieg
(x/y) kann immer auf dieselbe Stärke
eingestellt werden.
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Statt
der am Verbindungsgestänge 18 montierten
exzentrischen Seilscheibe 19 kann ein Beschlag mit zwei
Zinken 26 am distalen Ende der Verbindungseinheit 15b und
der exzentrischen Seilscheibe 19 ausgebildet und die exzentrische
Seilscheibe 19 in dem Beschlag 26 montiert werden,
wie es in 11 gezeigt
ist. In diesem Fall existiert ein größerer Raum zwischen der exzentrischen
Seilscheiben 19 und dem Rad, so dass eine Verstopfung durch
Matsch und dergleichen weniger wahrscheinlich auftreten und die
exzentrische Seilscheibe 19 weniger wahrscheinlich mit
der Felge 5 in Konflikt kommt.
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Wie
in 12 gezeigt, kann
die exzentrische Seilscheibe 19 so montiert werden, dass
sie sich um eine Achse drehen kann, die die Schwenkachse des zweiten
Bremsverbindungsstücks 12b in
einem rechten Winkel schneidet, und das Innenkabel 10a,
welches um die exzentrische Seilscheibe 19 gewickelt ist,
kann vom Rad weg in dessen Umfangsrichtung positioniert werden.
Ein Verbindungsgestänge 18a ist am
distalen Ende der Verbindungseinheit 15a so angelenkt,
dass es mehr oder weniger um die vertikale Achse schwenken kann,
und die exzentrische Seilscheibe 19 ist am distalen Ende
des Verbindungsgestänges 18 so
gelagert, dass sie sich mehr oder weniger um die vertikale Achse
drehen kann. Die erste Stoppkomponente 28 und eine zweite
Stoppkomponente (nicht gezeigt) sind vom Rad weg in dessen Umfangsrichtung
positioniert. Der Rest des Aufbaus und die Arbeitsweise sind genauso
wie in der obigen Ausführungsform
und werden daher hier nicht beschrieben.
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In
diesem Fall wird der Oberflächenbereich der
exzentrischen Seilscheibe 19 in Radialrichtung des Rades
kleiner, wenn sich der Raum zwischen dem Rad und dem Innenkabel 10a weitet,
was es weniger wahrscheinlich macht, dass Matschverstopfung auftritt
oder dass diese Verstopfung Probleme wie eine Radsperre bereiten
wird.
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Wie
in 13 gezeigt, kann
die exzentrische Seilscheibe 19 an einer Sattelbremseinrichtung 1a anstelle
einer Cantileverbremseinrichtung montiert werden. In 13 weist die Sattelbremseinrichtung 1a eine
Torkomponente 100, ein äußeres Bremsverbindungsstück 101a,
welches schwenkbar am distalen Ende der Torkomponente 100 angelenkt
ist, ein inneres Bremsverbindungsstück 101b, das schwenkbar
am Grundabschnittsende der Torkomponente 100 angelenkt
ist, und ein Vorspannelement (nicht gezeigt) auf, das die Bremsverbindungsstücke 101a und 101b zur
Löseseite
hin vorspannt.
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Die
Torkomponente 100 ist ein stangenförmiges Element, dessen Grundabschnittsende
durch einen Befestigungsbolzen 103 an der Vorder- oder
Hintergabel des Fahrrads montiert ist. Das innere Bremsverbindungsstück 101b ist
schwenkbar durch diesen Befestigungsbolzen 103 gelagert.
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Das äußere Bremsverbindungsstück 101a weist
eine grob gesagt C-förmige
Verbindungseinheit 104a und eine Schuhanbringkomponente 105a auf, die
am distalen Ende der Verbindungseinheit 104a vorgesehen
ist. Die zweite Stoppkomponente 28, die das Innenkabel 10a stoppt,
ist am Grundabschnittsende der Verbindungseinheit 104a vorgesehen.
Eine Stützkomponente 108 für einen Stützbolzen 107,
der am distalen Ende der Torkomponente 100 montiert ist,
ist an einem Punkt in der Mitte vorgesehen. Ein Beschlag 109 ist
an dem Grundabschnittsende der Verbindungseinheit 104a dieses äußeren Bremsverbindungsstücks 101a vorgesehen,
und die exzentrische Seilscheibe 19 ist an diesem Beschlag 109 montiert.
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Das
innere Bremsverbindungsstück 101b weist
eine grob gesagt Y-förmige
Verbindungseinheit 104b und eine Schuhanbringkomponente 105b auf, die
an einem der distalen Enden der Verbindungseinheit 104b vorgesehen
ist. Die erste Stoppkomponente 27, die die äußere Hülle 10b stoppt,
und die zweite Stoppkomponente 28, die das Innenkabel 10a stoppt,
sind nebeneinander am Grundabschnittsende (oberen Ende) der Verbindungseinheit 104b vorge sehen.
Die Bremsschuhe 13a und 13b sind an den Schuhanbringkomponenten 105a und 105b montiert.
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Mit
einer Sattelbremseinrichtung 1a, die so aufgebaut ist,
wird beim Ziehen des Bremshebels das Innenkabel 10a durch
die äußere Hülle 10b gezogen,
und die beiden Bremsverbindungsstücke 101a und 101b schwenken
in ihre Schließrichtungen gegen
die Vorspannkraft des Vorspannelements. Hier ändert sich wieder der Vorschubanstieg
(y/x) entsprechend dem Anstieg der Zugstrecke. Eine Bremskraft wird
dann erzeugt, wenn die Bremsschuhe 13a und 13b gegen
die Seitenflächen 5a der
Felge 5 stoßen.
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Solange
das Vorschubvariationsmittel den Vorschubanstieg entsprechend dem
Anstieg der Zugstrecke variieren kann, braucht es sich nicht um die
exzentrische Seilscheibe 19 zu handeln, und es kann stattdessen
ein Drehhebel 70 sein, wie in 14 gezeigt.
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Der
Drehhebel 70 ist so geformt, dass er in seinem Drehmittelpunkt
gekrümmt
ist. Der Drehhebel 70 weist eine Befestigungskomponente 70a,
die drehbar an dem zweiten Bremsverbindungsstück 12b durch das Verbindungsgestänge 18 montiert
ist, eine Kabelstoppkomponente 70b, die an einer Seite und
in einem Abstand d1 von der Befestigungskomponente 70a entfernt
positioniert ist und das Innenkabel 10a stoppt, und eine
Verbindungsstückstoppkomponente 70c auf,
die irgendwo anders als auf der Linie, welche die Befestigungskomponente 70a und die
Kabelstoppkomponente 70b verbindet, und auf der anderen
Seite und einen Abstand d2 entfernt von der Befestigungskomponente 70a positioniert
ist. Ein Ende eines Übertragungsgestänges 72 ist
schwenkbar an der Verbindungsstückstoppkomponente 70c angelenkt.
Eine Verbindungsstückbefestigungskomponente 73 ist
am distalen Ende des ersten Bremsverbindungsstücks vorgesehen, welches verwendet wird,
um das anderen Ende des Übertragungsgestänges 72 drehbar
zu befestigen.
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Mit
dieser Ausführungsform
variieren der kürzeste
Abstand r1 von der Befestigungskomponente 70a zum Innenkabel 10a und
der kürzeste
Abstand r2 von der Befestigungskomponente 70a zum Übertragungsgestänge 72 mit
der Drehposition des Drehhebels 70, so dass der Vorschubanstieg
(y/x) entsprechend dem Anstieg der Zugstrecke variiert. Man erhält dieselben
Eigenschaften mit einem Vorschubvariationsmittel, das wie dieses
aufgebaut ist, wie mit der oben erwähnten exzentrischen Seilscheibe.
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Während das
oben gesagte eine Beschreibung verschiedener erfindungsgemäßer Ausführungsformen
ist, können
weitere Modifikationen ohne Abkehr vom Umfang der vorliegenden Erfindung
eingesetzt werden. Zum Beispiel lässt sich die vorliegende Erfindung
auch auf eine Hinterbremse anstelle einer Vorderbremse anwenden.
Somit sollte der Umfang der Erfindung nicht durch die spezifischen
offenbarten Strukturen beschränkt
werden. Stattdessen sollte der wahre Umfang der Erfindung durch
die folgenden Ansprüche
bestimmt werden.