DE69920960T2

DE69920960T2 - Selbstzentrierende bremsvorrichtung

Info

Publication number: DE69920960T2
Application number: DE69920960T
Authority: DE
Inventors: Bernardus Johannes Maria Olde-Heuvel
Original assignee: OLDE-HEUVEL BERNARDUS JM
Current assignee: OLDE-HEUVEL BERNARDUS JM
Priority date: 1998-12-30
Filing date: 1999-12-13
Publication date: 2006-03-09
Anticipated expiration: 2019-12-14
Also published as: US6588550B1; ES2230907T3; DE69920960D1; EP1140609B1; NL1010929C2; EP1140609A1; CN1332681A; ATE278604T1; CN1143789C; JP2002534314A; WO2000040455A1; AU1697800A

Description

Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung zum Bremsen einer Bewegung eines Gegenstands durch mechanische Reibung, wie beispielsweise die Bewegung von Schienen relativ zu einem Zug oder die Drehung einer Bremsscheibe oder eines Rades eines Fahrrads, wobei die Bremsvorrichtung aufweist:

– ein Grundteil mit einem Angriffspunkt zum Aufnehmen einer Bremskraft, die über Betätigungsmittel auferlegt werden kann;
– einen Bremsblock, der an dem Grundteil angeordnet ist, um die Bewegung des Gegenstands durch Reibung zu bremsen, wobei das Grundteil derart bewegbar ist, daß der Bremsblock relativ zu der Bewegung des Gegenstands mit wenigstens einer im wesentlichen transversalen Komponente bewegbar ist;
– eine rückstellende Federeinrichtung, um den Bremsblock von dem Gegenstand in eine freie Ruhestellung derart weg zu zwingen, daß im Falle einer Bremskraft, die kleiner ist als die Federkraft, zwischen dem Gegenstand und dem Bremsblock ein Raum entsteht.

Eine derartige Bremsvorrichtung einschließlich einer Nachstellvorrichtung für ein Spiel ist beispielsweise in der EP-A-03.9 479 offenbart.
Ein Nachteil der bestehenden Bremsvorrichtungen besteht darin, daß aufgrund der Verschmutzung der Gelenkpunkte der Bremsvorrichtung der Abstand von dem Bremsblock zu dem zu bremsenden Gegenstand nicht konstant ist. Die Bremswirkung wird hierbei negativ beeinflußt. Wenn der Abstand von dem Bremsblock zu dem zu bremsenden Gegenstand nicht konstant ist, ist daher der Weg der Bremskraft nicht konstant. Dies ist beispielsweise beim Bremspedal oder der Handbremse bemerkbar.
Ist ein Stopp vorgesehen, an dem das Grundteil in der Ruhestellung liegt, besteht: immer noch der Nachteil, daß der Abstand zwischen dem Bremsblock und dem zu bremsenden Gegenstand ungewiß ist. Dies ist die Folge des Abriebs des Bremsblocks. Das weitere Problem kann entstehen, daß, obgleich der Abstand zwischen dem Bremsblock und dem zu bremsenden Gegenstand sicher ist, beispielsweise ein unsicheres Spiel des Bremskabels vorliegt.
Die oben angegebenen Nachteile werden vermieden durch die Merkmale des Anspruchs 1 und dabei:

– einem ersten und zweiten Stopp, wobei die Stopps in festem gegenseitigen Abstand angeordnet sind, wobei der erste Stopp den maximalen Abstand zwischen dem Gegenstand und dem Bremsblock bestimmt und wobei der zweite Stopp sich selbst in die Kontaktstellung einstellt bzw. nachstellt, d.h., die Stellung, in welcher der Bremsblock und der Gegenstand miteinander in Kontakt stehen, wenn eine Bremskraft ausgeübt, welche die Federkraft überschreitet.

Der Abstand zwischen dem Bremsblock und dem zu bremsenden Gegenstand ist durch den. ersten und zweiten Stopp bestimmt. Erfolgt nun ein Abrieb des Bremsblocks, so würde der Abstand größer werden. Dies wird erfindungsgemäß dadurch verhindert, daß der zweite Stopp sich selbst in die Kontaktstellung einstellt, d.h., die Stellung, in welcher der Bremsblock und der Gegenstand miteinander in Kontakt stehen, wenn eine Bremskraft ausgeübt wird, welche die Federkraft überschreitet. Der erste Stopp ist hierbei auch insofern eingestellt, als die Stopps in festem gegenseitigen Abstand angeordnet sind. Vorzugsweise können Einstellmittel vorgesehen sein, um den festen Abstand zwischen den Stopps einzustellen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung weist auf

– ein erstes Friktionsteil, das verschieblich an dem Grundteil angeordnet ist;
– ein zweites Friktionsteil, das unter Federlast gegen das erste Friktionsteil gedrückt ist; wobei beide Stopps mit dem zweiten Friktionsteil verbunden sind.

Die Einstellung der beiden Stopps wird auf einfache Weise durch die beiden Friktionsteile bewirkt. Eine wirkungsvolle Einstellung kann durch Einstellen der Federlast erzielt werden. Die Friktionsteile sind vorzugsweise scheibenförmig.
Bei einem noch anderen erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind beide Stopps als Endoberfläche eines Schlitzes ausgebildet, der in dem zweiten Friktionsteil oder dem Basisteil angeordnet ist und ein Stift, der sich in den Schlitz erstreckt, ist an dem Grundteil, jeweils an dem zweiten Friktionsteil angeordnet und wirkt mit diesen entsprechenden Endoberflächen zusammen.
Der Vorteil dessen ist, daß ein kompaktes, einfaches und wirkungsvolles Ausführungsbeispiel erzielbar ist.
Die Erfindung betrifft des weiteren eine Fahrradbremse zum Bremsen eines drehbar in einer Gabel angeordneten Rades, wobei die Fahrradbremse zwei Bremsvorrichtungen nach Anspruch 4 umfaßt, von denen jede an einem Arm der Gabel auf beiden Seiten des Rades angeordnet ist, wobei die ersten Friktionsteile fest an der Gabel angeordnet sind, wobei die Bremsblöcke an dem Rad des Fahrrads angreifen und wobei die rückstellenden Federeinrichtungen zwischen den Grundteilen angeordnet sind.
Der Vorteil der oben angegebenen Fahrradbremse ist der, daß die Bremsblöcke immer mit einem festen Abstand relativ zu der Fahrradfelge angeordnet sind. Hierdurch ist eine zuverlässige und vorhersehbare Bremswirkung erzielbar. Des weiteren ist die Bremskraft gleichmäßig über beide Seiten der Felge verteilt, wobei ein gleichförmiger Abrieb des Bremsblock erzielt wird. Dies verbessert die Sicherheit, da die Bremswirkung immer zuverlässig ist.
Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Fahrradbremse besteht darin, daß insbesondere im Falle von Fahrradrennen ein Rad schnell ersetzt werden kann, ohne daß die Bremse wieder eingestellt werden muß.
Bei einem noch anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Angriffspunkt zur Aufnahme einer Bremskraft eine Vorrichtung zum Ausschalten eines Spiels zwischen einem Bowden-Kabel und dem Grundteil, wobei die Vorrichtung aufweist:

– eine erste zylindrische Lagerschale,
– eine zweite zylindrische Lagerschale, die verschiebbar in der ersten zylindrischen Lagerschale angeordnet ist, wobei das Außengehäuse des Bowden-Kabels mit der zweiten Lagerschale gekoppelt ist, um einer Kompression und Dehnungs- bzw. Zugspannung zu widerstehen und durch die das innere Kabel läuft, wobei die zweite Lagerschale an der Außenseite eine Ausnehmung aufweist, die, zusammen mit der äußeren Lagerschale einen keilförmigen Raum begrenzt;
– wenigstens eine Kugel, die in der Ausnehmung angeordnet ist, um durch Keilwirkung die Verschiebebewegung der zweiten Lagerschale relativ zu der ersten Lagerschale in einer axialen Richtung zu blockieren.

Wird eine Bremse gesucht, bei welcher der Abstand zwischen dem Bremsblock und dem zu bremsenden Gegenstand immer konstant ist, ist es gleichermaßen wichtig, Spiel in anderen Teilen des Bremssystems auszuschließen. Es tritt beispielsweise ein Abrieb auf im Falle eines Bowden-Kabels, wobei ein Spiel in dem Kabel auftritt. Überdies muß ein derartiges Kabel wieder eingestellt bzw. nachgestellt werden, wenn der Bremsblock abgenutzt ist. Die Erfindung liefert daher die oben angegebene Einstell- bzw. Nachstellvorrichtung.
Bei einem noch anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zum Ausschalten des Spiels eine dritte zylindrische Lagerschale bzw. Buchse, die verschiebbar zwischen der ersten und der zweiten Lagerschale angeordnet ist, um an der wenigstens einen Kugel anzugreifen, um die Blockierwirkung nach Wunsch aufzulösen.
Das innere Kabel kann hierbei auf einfache Weise in beide Richtungen relativ zu dem äußeren Kabel des Bowden-Kabels versetzt werden, wobei der Abstand zwischen dem Bremsblock und dem zu bremsenden Gegenstand vergrößert werden kann, was wünschenswert sein mag, wenn die Bremsblöcke ersetzt werden oder wenn der zu bremsende Gegenstand ersetzt wird. Sobald die Bremsvorrichtung wieder betätigt wird, wird der feste Abstand zwischen dem Bremsblock und dem zu bremsenden Gegenstand wieder eingestellt.
Diese und andere Merkmale der Erfindung werden weiter erläutert unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Bremsvorrichtung gemäß der Erfindung.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht mit teilweise weggeschnittenen Teilen eines ersten Ausführungsbeispiels der Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht mit weggeschnittenen Teilen eines zweiten Ausführungsbeispiels der Einstellvorrichtung gemäß der Erfindung.
1 zeigt eine Fahrradbremse mit erfindungsgemäßen Bremsvorrichtungen 1 und eine Einstell- bzw. Nachstellvorrichtung 2 gemäß der Erfindung. Die Bremsvorrichtungen 1 sind an einer Gabel 3 eines Fahrrads montiert. Jede Bremsvorrichtung 1 weist ein Grundteil 4 auf, das schwenkbar an einer Welle 5 angeordnet ist. Diese Welle 5 ist fest mit der Gabel 3 verbunden. Auch ist an der Welle 5 eine erste Friktionsscheibe 6 angeordnet. Eine zweite Friktionsscheibe 7 ist des weiteren zur Drehung an der Welle 5 angeordnet. Diese zweite Friktionsscheibe 7 ist über eine Tellerfeder 8 belastet. Diese Tellerfeder 8 kann über eine Buchse 9 und einen Bolzen 10 in Spannung versetzt werden.
In der zweiten Scheibe 7 ist ein Schlitz 11 angeordnet, in den sich ein Stift 12 erstreckt, wobei der Stift 12 an dem Grundteil 4 befestigt ist.
Des weiteren ist an dem Grundteil 4 ein Bremsblock 13 angeordnet, der in einem festen Abstand S von der Radfelge 14 liegt. Der Bremsblock 13 ist mit Hilfe eines Bolzens 15, einer Beilagscheibe 16 und einer Mutter 17 befestigt.
Die für das Bremsen erforderliche Bremskraft wird über ein Bowden-Kabel 18 an die Enden 19 des Grundteils 4 übertragen. Die beiden Enden 19 des Grundteils 4 sind mit Hilfe einer Feder 34 in eine Ruhestellung gezwungen. Die Feder 34 ist in einem Zylinder 33 aufgenommen und kann über den Kolben 36, der mit der Stange 35 verbunden ist, zusammengedrückt werden.
Mit Hilfe der Einstell- bzw. Nachstellvorrichtung 2 wird das Spiel im Bowden-Kabel 18 ausgeglichen. Diese Einstellvorrichtung 2 ist weiter unten unter Bezugnahme auf 2 erläutert. Ein Gleitring 31 und eine Spiralfeder 22 sind an der Einstellvorrichtung 2 angeordnet, wobei die Spiralfeder über einen Flansch 21 an der Einstellvorrichtung 2 lagert. Diese Spiralfeder 22 verhindert, daß die gesamte Bremskraft voll auf die Radfelge 14, unmittelbar beim Greifen der Bremsblöcke 13, ausgeübt wird. Anstelle der Spiralfeder 22 kann auch ein anderes elastische Element wie beispielsweise ein Elastomer vorgesehen sein. Aufgrund der Feder 22 findet der Aufbau der Bremskraft allmählich statt, wobei die Bremskraft leichter ausgeübt werden kann.
2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung. Die Einstellvorrichtung 2 umfaßt eine zylindrische Lagerschale 23, die schwenkbar an dem Ende 19 eines Grundteils befestigt ist. Ein zweites zylindrisches Teil 24 ist verschiebbar in dieser zylindrischen Lagerschale 23 angeordnet und die Außenseite des Bowden-Kabels 18 lagert an dem äußeren Ende dieses zylindrischen Teils 24. Das innere Kabel 25 des Bowden-Kabels verläuft durch dieses zylindrische Teil 24 und ist an dem anderen Ende 19 des Grundteils 4 befestigt. Das zylindrische Teil 24 umfaßt eine Ausnehmung 26, in der mehrere Kugeln 27 angeordnet sind. Die Ausnehmung 26 umfaßt eine vertikale Fläche 28 und eine aufwärts geneigte Fläche 29. Sobald eine Bremskraft ausgeübt wird, steigen die Kugeln 27 entlang der geneigten Fläche 29 auf und werden eingeklemmt zwischen der zylindrischen Lagerschale 23 und dem zylindrischen Teil 24. Tritt nun ein Spiel auf zwischen dem äußeren Kabel und dem inneren Kabel des Bowden-Kabels 18, so versetzt dann die Feder 20 das zylindrische Teil 24 in der zylindrischen Lagerschale 23, wobei das Spiel ausgeschaltet wird. Sobald wieder eine Bremskraft ausgeübt wird, werden die Kugeln wieder die zylindrische Lagerschale 23 relativ zu dem zylindrischen Teil 24 fixieren, wobei die Bremsvorrichtung frei von einem Spiel bleibt.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Einstell- bzw. Nachstellvorrichtung 2. Dieses Ausführungsbeispiel entspricht weitgehend dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel. Der Unterschied besteht darin, daß eine sog. Rückstellbuchse 30 zwischen der zylindrischen Lagerschale 23 und dem zylindrischen Teil 24 angeordnet ist. Mit dieser Rückstellbuchse 30 kann die Klemmwirkung der Kugeln 27 abgesetzt werden, wobei beispielsweise die Enden 19 der Grundteile 4 weiter auseinanderbewegt werden können, um beispielsweise die Bremsblöcke 13 zu ersetzen oder einen leichteren Radwechsel zu ermöglichen.

Claims

Bremsvorrichtung (1) zum Bremsen einer Bewegung eines Gegenstands durch mechanische Reibung, wie beispielsweise die Relativbewegung von Schienen und einem Zug oder die Drehung einer Bremsscheibe oder einer Radfelge (14), wobei die Bremsvorrichtung (1) aufweist: – ein Grundteil (4) mit einem Angriffspunkt (19) zum Aufnehmen einer Bremskraft, die über Betätigungsmittel ausübbar ist; – einen Bremsblock (13), der an dem Grundteil (4) angeordnet ist, um die Bewegung des Gegenstands (14) durch Reibung zu bremsen, wobei das Grundteil (4) derart bewegbar ist, daß der Bremsblock (13) relativ zu der Bewegung des Gegenstands (14) mit wenigstens einer im wesentlichen transversalen Komponente (S) bewegbar ist; – eine rückstellende Federeinrichtung (34), um den Bremsblock (13) von dem Gegenstand (14) zu einer freien Ruhestellung derart weg zu zwingen, daß im Falle einer Bremskraft, die kleiner ist als die Federkraft, ein Raum zwischen dem Gegenstand (14) und dem Bremsblock (13) die Folge ist, – ein erstes Friktionsteil (6), das fest an dem Grundteil (4) montierbar und relativ dazu verschiebbar ist; gekennzeichnet durch – ein zweites Friktionsteil (7), das unter Federlast (8) gegen das erste Friktionsteil (6) gedrückt wird; – einen ersten und einen zweiten Stopp (11), wobei die Stopps in einem festen gegenseitigen Abstand angeordnet sind und mit dem zweiten Friktionsteil verbunden sind, wobei Versatze des zweiten Friktionsteils (7) relativ zu dem ersten Friktionsteil (6) eingeleitet werden durch Versatze des Grundteils (4), die beiden Stopps (11) den Versatz des Grundteils begrenzen, wobei der zweite Stopp sich selbst in der Kontaktstellung einstellt, d.h., der Stellung, in welcher der Bremsblock (13) und der Gegenstand (14) miteinander in Kontakt stehen, wenn eine Bremskraft ausgeübt wird, welche die rückstellende Federeinrichtungs (34) -Kraft überschreitet.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Friktionsteile (6, 7) scheibenförmig sind.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher beide Stopps (11) als Endoberfläche eines Schlitzes (11), der in dem zweiten Friktionsteil (7) angeordnet ist, ausgebildet sind und ein Stift, der in den Schlitz verläuft, an dem Grundteil (4) angeordnet ist und mit diesen entsprechenden Endoberflächen zusammenwirkt.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher der Angriffspunkt (19) zum Aufnehmen einer Bremskraft eine Vorrichtung (2) aufweist zum Ausschalten eines Spiels zwischen einem Bowden-Kabels (18) und dem Grundteil (4), wobei die Vorrichtung (1) aufweist: – eine erste zylindrische Lagerschale (23), – eine zweite zylindrische Lagerschale (24), die verschiebbar in der ersten zylindrischen Lagerschale (23) angeordnet ist, wobei das Außengehäuse (18) des Bowden-Kabels mit der zweiten Lagerschale (24) gekoppelt ist, um gegenüber einer Kompression und Dehnungsspannung resistent zu sein und das innere Kabel (25) durch sie verläuft, wobei die zweite Lagerschale (24) an der Außenseite eine Ausnehmung aufweist, die zusammen mit der äußeren Lagerschale (23) einen keilförmigen Raum begrenzt; – wenigstens eine Kugel (27), die in der Ausnehmung angeordnet ist, um durch Keilwirkung die Verschiebebewegung der zweiten Lagerschale (24) relativ zu der ersten Lagerschale (23) in einer axialen Richtung zu blockieren.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, bei welcher die Vorrichtung (2) zum Ausschalten des Spiels eine dritte zylindrische Lagerschale (30) aufweist, die verschiebbar zwischen der ersten (23) und der zweiten Lagerschale (24) angeordnet ist, um an wenigstens einer Kugel (27) anzugreifen, um die blockende Wirkung nach Wunsch aufzulösen.
Bremsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die Bremsvorrichtung (1) Einstellmittel zum Einstellen des festen Abstands zwischen dem ersten und dem zweiten Stopp (11) aufweist.
Fahrradbremse zum Bremsen eines Rades (14), das drehbar in einer Gabel (3) angeordnet ist, wobei die Fahrradbremse (1) zwei Bremsvorrichtungen (1) aufweist, wie sie in Anspruch 3 beansprucht sind, von denen jede an einem Arm der Gabel (3), auf beiden Seiten des Rades (14), angeordnet ist, wobei die ersten Friktionsteile (6) fest an der Gabel (3) angeordnet sind, wobei die Bremsblöcke (13) an dem Rad (14) des Fahrrads angreifen und wobei die rückstellenden Federeinrichtungen (34) zwischen den Grundteilen (4) angeordnet sind.