DE9419360U1 - Rücktrittbremse für Fahrräder mit Kettenschaltung - Google Patents

Description

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Anmelder: Brucker Peter, D-88630 Pfullendorf/Mottschieß

Bezeichnung: Rücktrittbremse für Fahrräder mit Kettenschaltung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für ein Fahrrad mit Kettenschaltung, das an seinem Hinterrad einen über einen Antriebsfreilauf mit der Radnabe des Hinterrades verbundenen Kettenritzelsatz und wenigstens ein auf der Tretkurbelwelle angeordnetes Antriebskettenrad aufweist, wobei im Bereich der Tretkurbelwelle eine durch einen Bremsfreilauf gebildete Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, durch welche beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle wenigstens eine Bremse des Fahrrades über ein Gestänge, einen Bowdenzug &ogr;. dgl. betätigbar ist.

Es ist eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art bekannt (DE-OS 32 35 226), welche einen auf der Tretkurbelwelle angeordneten Freilauf aufweist. Der Innenring des Freilaufes ist dabei drehfest mit der Tretkurbelwelle verbunden, wobei der Freilauf so ausgebildet ist, daß beim Rückwärtstreten der Tretkurbelwelle zwischen dem Innenring des Freilaufes und dessen Außenring eine kraft-

bzw. drehmomentenschlüssige Verbindung hergestellt wird. Auf dem Außenring des Freilaufes ist eine Hebelanordnung vorgesehen, welche mit einem Bremsgestänge verbunden ist, über welche wenigstens eine Bremse des Fahrrades betätigbar ist. Beim Rückwärtstreten der Tretkurbelwelle wird über den Freilauf die Hebelanordnung in entsprechend gleicher Drehrichtung bewegt,,so daß die Hebelanordnung über das Gestänge mit einer entsprechenden Zugkraft auf die Bremse des Fahrrades einwirkt und diese betätigt wird.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (G 93 15 217.5) ist ebenfalls an der Tretkurbelwelle ein Freilauf vorgesehen, welcher in gleicher Weise wirkt,, wie der oben beschriebene Freilauf. Bei diesem Freilauf ist am Außenring eine etwa gabelförmige Aufnahme für einen Zugnippel eines Bowdenzuges vorgesehen. Beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle zieht der Freilauf am Bowdenzug, welcher mit einer Bremse des Fahrrades verbunden ist und diese betätigt.

Bei den bekannten Konstruktionen ist ein Bremsen durch Rückwärtstreten der Tretkurbelwelle während der Fahrt jederzeit möglich. Im Stillstand jedoch ergeben sich jedoch, insbesondere wenn das Hinterrad des Fahrrades gebremst wird erhebliche Schwierigkeiten. Dies liegt daran, daß zum Freigeben der über den Bremsfreilauf

betätigten Bremse die Tretkurbelwelle wieder in Vorwärtsdrehrichtung gedreht werden muß, so daß die Hebe!einrichtung bzw. die gabelförmige Aufnahme in entsprechender Drehrichtung mitschwenkt und somit das Gestänge bzw. der Bodenzug die angezogene Bremse wieder freigibt und diese somit gelüftet wird. Die Tretkurbelwelle ist aber andererseits über den Kettentrieb bestehend aus einem vorderen Antriebskettenrad, einer Antriebskette und dem hinteren Kettenritzel über den Antriebsfreilauf in Vorwärtsdrehrichtung starr mit dem gebremsten Hinterrad gekoppelt. Das Hinterrad muß aber zum Lösen der Bremse in Vorwärtsdrehrichtung gedreht werden, damit auch die. Tretkurbelwelle in dieser Richtung drehbar ist. Bei fest angezogener Bremse und bei Stillstand des gebremsten Hinterrades, wie dies beim normalen Anhalten an einer Kreuzung und aber auch bei einer Vollbremsung der Fall ist, kann das Hinterrad nicht in Vorwärtsdrehrichtung gedreht werden, so daß auch der Bremsfreilauf bzw. die Tretkurbelwelle durch die Verbindung über den Kettentrieb mit dem Hinterrad nicht in Vorwärtsdrehrichtung gedreht werden kann. Dies bedeutet, daß bei stehendem Fahrrad oder bei einer Vollbremsung, bei welcher das Hinterrad stets blockiert, die Bremse nur noch durch gewaltsames drehen des Hinterrades gelöst werden kann. Dies ist insbesondere bei einer durchgeführten Vollbremsung kaum

möglich, da in diesem Fall die Bremsreibung sehr hohe Werte aufweist. Desweiteren ist die Durchführung einer Vollbremsung mit den bekannten Vorrichtungen äußerst gefährlich, da die Bremse des Hinterrades auch bei noch vorwärtsbewegtem Fahrrad bis zum endgültigen Stillstand des Fahrrades durchgehend blockiert und vom Radfahrer nicht mehr gelöst werden kann, da ein Vorwärtstreten der Tretkurbelwelle nicht mehr möglich ist und der Radfahrer somit der Gefahr eines Sturzes ausgesetzt ist.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Betätigen einer Bremse eines Fahrrades mit Kettenschaltung der gattungsgemäßen Art derart auszugestalten, daß nach dem Betätigen der Bremse durch Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle die Bremse im Stillstand des Fahrrades oder nach einer durchgeführten Vollbremsung selbständig wieder lösbar ist. Dabei soll desweiteren die Möglichkeit gegeben sein, die Vorrichtung zum Betätigen der Bremse bei Bedarf außer Betrieb zu setzen, so daß ein Bremsen mit den üblicherweise zur Bremsbetätigung am Lenker des Fahrrades angeordneten Handbremsgriffen alleine durchführbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Antriebskettenrad gegenüber der Tretkurbelwelle und/oder der Antriebsfreilauf gegenüber der Radnabe des Hinterrades über eine Drehmomentkupplung um einen

Steuerwinkel derart begrenzt drehbar gelagert ist, daß die Tretkurbelwelle bei stillstehendem Hinterrad des Fahrrades zumindest soweit in Vorwärtsdrehrichtung drehbar ist, bis die vom Bremsfreilauf betätigte Bremse gelüftet ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird vorteilhaft erreicht, daß bei durch Rückwärtstreten betätigter Bremse und Stillstand des Hinterrades, wie dies z.B. beim ganz normalen Anhalten an einer Kreuzung oder aber auch bei einer Vollbremsung der Fall ist, die Tretkurbelwelle zumindest soweit in Vorwärtsdrehrichtung bewegbar ist, daß die über den Bremsfreilauf betätigte Bremse wieder freigegeben wird. Die Größe des relativen Drehwinkels zwischen dem vorderen Antriebskettenrad und der Tretkurbelwelle bzw. die Größe des relativen Drehwinkels zwischen dem Antriebsfreilauf und der Radnabe des Hinterrades ist dabei vom jeweils benötigten Bremsdrehwinkel abhängig, der durch den Betätigungsweg der zu betätigenden Bremse vorgegeben ist. Es ist zu beachten, daß in diesem Fall nur der Betätigungsweg der Bremse von Bedeutung ist, welcher die Bremse zwischen der Stellung ausführt, die zwischen der Position der ersten Bremswirkung und der Position des vollen Blockierens der Bremse liegt. Der Betätigungsweg, den die Bremse bis zum ersten Reibkontakt ausführt ist ohne Belang.

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Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß Anspruch 2 wird eine einfache Anpaßbarkeit der Drehmomentkupplung an unterschiedliche Betätigungswege einer Fahrradbremse erreicht, wobei bei einem Zentriwinkel ßl der Aussparung an der Lagerbohrung der Tragscheibe von 180° und dem zugeordneten Zentriwinkel ß2 des Kupplungssegmentes von 90° eine freie Drehbeweglichkeit der Tragscheibe gegenüber der Tretkurbel und damit gegenüber der Tretkurbelwelle um einen Steuerwinkel von 90° gegeben ist, bei welchem ein Betätigen einer Vorder- und/oder Hinterbremse eines Fahrrades durchführbar ist, welche einen relativ großen Betätigungsweg aufweisen. Dabei versteht sich, daß die beiden Zentriwinkel ßl und ß2 auch so wählbar sind, daß sich ein kleinerer oder größerer Steuerwinkel ergibt, so daß auch Fahrradbremsen mit kleinerem oder größerem Betätigungsweg ansteuerbar und sicher lüftbar sind. Die Wahl eines größeren Steuerwinkels kann insbesondere dann von Vorteil sein, wenn die Vorderbremse und die Hinterbremse eines Fahrrades gemeinsam betätigt werden sollen. Desweiteren sind bei der Lagerung der Tragscheibe auf dem Lagersitz der Tretkurbel größere Durchmesser des Lagersitzes und der Lagerbohrung und somit der Aussparung und des Kupplungssegementes vorsehbar, so daß ein großes Drehmoment beim Vorwärtstreten von der Tretkurbel auf die Tragscheibe und damit auf das Antriebskettenrad

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übertragbar sind und die Drehmomentkupplung auch höheren Beanspruchungen sicher Stand hält.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß Anspruch wird eine einfache Nachrüstbarkeit der Drehmomentkupplung an einem Fahrrad auf dessen Tretkurbelwelle erreicht, da die Drehmomentkupplung mit der Tretkurbel als komplett vormontierte Baueinheit auf einer Tretkurbelwelle montierbar ist. Desweiteren wird eine einfache und kostengünstige Herstellung sowie eine kompakte Bauweise der Drehmomentkupplung ermöglicht.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung gemäß Anspruch wird ein einfaches Deaktivieren des Bremsfreilaufes ermöglicht. Dies kann insbesondere dann notwendig sein, wenn außer der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung auch noch die normalerweise vorhandenen Handbremshebel zum Betätigen der Fahrradbremsen wahlweise einsetzbar sein sollen, wie dies z.B. bei Geländefahrten der Fall sein kann, da es z.B. bei Geländefahrten häufig wünschenswert ist, die Tretkurbeln-und damit die Tretkurbelwelle frei rückwärts drehen zu können, so daß sich ein Radfahrer besser auf beispielsweise kurz hintereinanderfolgende Berg- und Talfahrten einstellen kann. Desweiteren ist eine Deaktivierung des Bremsfreilaufes beim Rückwärtsschieben des Fahrrades unter Umständen notwendig, da bei Rückwärtsdrehung des Hinterrades die

Tretkurbelwelle durch ihre Kopplung über den Kettentrieb mit dem Hinterrad ebenfalls rückwärts angetrieben wird, so daß automatisch die Bremse nach einer gewissen Rückwärtsbewegung des Fahrrades betätigt wird. Es ist insbesondere bei schwereren Fahrrädern sinnvoll, eine solche Deaktivierungs-Möglichkeit vorzusehen, da diese Fahrräder nur schwer mit ihrem Hinterrad vom Boden abhebbar sind.

Die Ausgestaltung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine äußerst raumsparende und kostengünstige Bauweise der Ausrückvorrichtung, da sowohl die Zwischenplatte, die Ausrückscheibe als auch die Ausrückplatte beispielsweise aus stanzgeprägten Blechen herstellbar sind, deren Dicken jeweils beispielsweise auf maximal einen Millimeter begrenzbar sind.

Durch die Ausgestaltungen gemäß Anspruch 6 wird einerseits erreicht, daß der Radfahrer die Rücktrittbremse während der Fahrt und im Stillstand beliebig außer Betrieb setzen kann. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine zu bewältigende Fahrstrecke teilweise aus unwegsamem Gelände und auch aus normalen geteerten Fahrwegen besteht. So ist das Deaktivieren der Rücktrittbremse unter Umständen bei der Fahrt durch das unwegsame Gelände von Vorteil, während bei der Fahrt auf dem normalen Fahrweg, welcher eine normal befahrene

Straße sein kann, eine Reaktivierung der Rücktrittbremse von Vorteil ist, um beispielsweise die Hände für eine Fahrtrichtungsanzeige frei zu haben und die Bremse per Rücktritt betätigen zu können.

Desweiteren wird durch die mit der Radnabe gekoppelten Zugvorrichtung erreicht, daß die Rücktrittbremse beim Rückwärtsschieben des Fahrrades nicht wirksam ist, wobei gleichzeitig sichergestellt ist, daß bei normaler Vorwärtsdrehung des Hinterrades des Fahrrades die Rücktrittbremse bzw. der Bremsfreilauf automatisch wieder seine zweckbestimmte Funktion aufnimmt. Es versteht sich, daß die Betätigung bzw. zum verdrehen der Ausrückplatte der Handhebel für die zeitweilig manuelle Deaktivierung und gleichzeitig auch der Bremsfreilauf an der Radnabe des Hinterrades für die automatische Deaktivierung des Bremsfreilaufes vorgesehen sein können.

Anhand der Zeichnung wird ira folgenden ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 ein Fahrrad mit Kettenschaltung in Seitenansicht;

Fig. 2 einen Schnitt I-I aus Fig. 3 durch einen Bremsfreilauf;

Fig. 3 den Bremsfreilauf aus Fig. 2 im Teilschnitt;

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Fig. 4 eine Drehmomentkupplung in Explosionsdarstellung;

Fig. 5 einen Schnitt V-V aus Fig. 6 durch die montierte Drehmomentkupplung;

Fig. 6 einen Schnitt VI-VI aus Fig. 5;

Fig. 7 einen Teilschnitt VII-VII aus Fig. 8 eines Trennrückfreilaufs mit Rutschkupplung;

Fig. 8 einen Schnitt VIII-VIII aus Fig. 7;

Fig. 9 einen Teilschnitt XI-XI aus Fig. 10 eines Bremsfreilaufs mit Deaktivierungsvorrichtung;

Fig. 10 einen Schnitt X-X aus Fig. 9;

Fig. 11 einen Schnitt XI-XI aus Fig. 9 in vergrößerter Darstellung.

Fig. 1 zeigt ein Fahrrad 1, das im wesentlichen aus einem Fahrradrahmen 2, einem in einer Vorderradgabel 3 gelagerten Vorderrad 4, einem im hinteren Endbereich des Fahrradrahmens 2 gelagerten Hinterrad 5 sowie aus einem Lenker 6 und einem Sattel 7 besteht. Zum Abbremsen des Fahrrades 1 ist eine hintere Felgenbremse 8 und eine vordere Felgenbremse 9 vorgesehen, welche jeweils über einen Bowdenzug 10 bzw. 11 mittels jeweils eines am Lenker 6 befestigten Handbremshebels betätigbar sind,

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wobei in der Zeichnung nur der Handbremshebel 12 zur Betätigen der Hinterradbremse 8 sichtbar ist.

Desweiteren weist das Fahrrad 1 eine Kettenschaltung 13 auf, welche im Bereich der Radnabe des Hinterrades 5 angeordnet ist. Auf der Radnabe des Hinterrades 5 ist auf der rechten Seite des Fahrrades 1 ein Kettenritzelsatz 14 angeordnet, welcher üblicherweise drei oder mehr Kettenritzel mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist. Der Kettenritzelsatz 14 ist mittels eines Antriebsfreilaufes (in der Zeichnung nicht sichtbar) an der Radnabe des Hinterrades 5 konzentrisch zur Radnabe verlaufend mit dieser verbunden. Der Antriebsfreilauf hat bekannterweise die Aufgabe, den über einen Kettentrieb 15 den Kettenritzelsatz 14 beim Vorwärtstreten der Tretkurbelwelle 16 kraft- bzw. drehmomentenschlüssig' mit der Radnabe des Hinterrades 5 zu verbinden und beim Rückwärtstreten der Tretkurbelwelle 16 oder bei Stillstand der Tretkurbelwelle 16 und gleichzeitigem Vorwärtsrollen des Fahrrades 1 die kraft- bzw. drehmomentenschlüssige Verbindung zwischen dem Kettenritzelsatz 14 und der Radnabe des Hinterrades 5 aufzuheben.

Auf den beiden linken und rechten seitlichen Enden der Tretkurbelwelle 16 ist jeweils eine Tretkurbel 17 bzw. 18 drehfest mit der Tretkurbelwelle 16 verbunden. Im Bereich

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der linken Tretkurbel 17, welche dem Antriebskettenrad 19 des Kettentriebes 15 gegenüberliegend angeordnet ist, ist auf der Tretkurbelwelle 16 ein Bremsfreilauf 20 vorgesehen. Durch den Bremsfreilauf 20 wird ein Bowdenzug 21 beim Rückwärtstreten der Tretkurbelwelle 16 betätigt, dessen Innenzug 22 über eine Umlenkrolle 23 mit der hinteren Felgenbremse 8 des Fahrrades 1 verbunden ist. Die Umlenkrolle 23 ist dabei am Innenzug 24 eines zweiten zur vorderen Felgenbremse 9 führenden Bowdenzuges 25 befestigt, so daß die vordere Felgenbremse 9 gleichzeitig oder verzögert mit der hinteren Felgenbremse 8 betätigbar ist. Beim Vorwärtstreten der Tretkurbelwelle 16 ist der Bremsfreilauf 20 nicht wirksam bzw. werden die . Felgenbremsen 8, 9 wieder freigegeben.

Um zu verhindern, daß beim Rückwärtsschieben des Fahrrades 1 die Tretkurbelwelle 16 den Bremsfreilauf 20 betätigt, ist ein Trennfreilauf 26 auf der linken Seite der Radnabe des Hinterrades 5 vorgesehen, welcher eine Ausrückvorrichtung, von welchem lediglich der Ausrückhebel 27 in der Zeichnung sichtbar ist, des Bremsfreilaufs 20 betätigt. Der Trennfreilauf 26 schaltet dabei beim Rückwärtsdrehen des Hinterrades 5 über einen Bowdenzug 28 den Bremsfreilauf 20 durch die Ausrückvorrichtung frei, so daß der Bremsfreilauf 20 deaktiviert ist und beim Rückwärtsschieben keine Betätigung der Felgenbremsen 8, 9 erfolgt. Damit ist das

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Fahrrad frei rückwärts schiebbar, ohne daß der Bremsfreilauf 20 wirksam werden kann. Beim anschließenden Vorwärtsschieben des Fahrrades 1 wird die Ausrückvorrichtung vom Bowdenzug 2 8 wieder freigegeben, so daß der Bremsfreilauf 20 seine Bremsbetätigungs-Funktion wieder aufnimmt.

Der Bremsfreilauf 20 ist in Fig. 2 im Schnitt dargestellt und weist ein Freilaufgehäuse 29 auf, welches in das Tretlagerrohr 29' des Fahrrades 1 feststehend eingeschraubt oder eingepreßt ist. Im Tretlagerrohr 29' ist die Tretkurbelwelle 16 gelagert, welche zur Aufnahme einer Tretkurbel einen nach außen vorstehenden Kupplungsvierkant 30 aufweist, auf welchen eine Tretkurbel formschlüssig und drehfest montierbar ist. Der Bremsfreilauf 20 weist einen Innenkörper 31 auf, welcher ebenfalls drehfest formschlüssig auf dem Kupplungsvierkant 30 der Tretkurbelwelle 16 angeordnet ist. Auf der zylindrischen Mantelfläche 32 des Innenkörpers 31 ist ein äußerer Ringkörper 33 vorgesehen, welcher auf dem Innenkörper 31 annähernd spielfrei gelagert ist, wobei eine Montagescheibe 34 vorgesehen ist, welche den Innenkörper 31 und den Ringkörper 33 des Freilaufes 20 auf der Tretkurbelwelle 16 hält. Es versteht sich, daß der Innenkörper 31 auch als einstückiger Bestandteil der Tretkurbelwelle 16

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ausgebildet sein kann, so daß zusätzlich die Herstellkosten minimierbar sind.

Aus Fig. 3 ist die Funktionsweise des Bremsfreilaufes 20 ersichtlich. Der Bremsfreilauf 20 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als Rollenfreilauf ausgebildet und weist zur drehrichtungsabhängigen Drehmomentenübertragung zwei Klemmrollen 35, 36 auf, welche jeweils in einem Lagerschlitz 37 bzw. 38 angeordnet sind. Die Lagerschlitze 37, 38 liegen sich bezüglich der Drehachse 39 der Tretkurbelwelle 16 diametral gegenüber und verlaufen etwa tangential zur Mantelfläche 32 des Innenkörpers 31. Die Klemmrollen 35 und 36 werden jeweils mittels einer Schraubendruckfeder 40 bzw. 41 in einen vom den Längsschlitz 37 bzw. 38 und der Mantelfläche 32 des Innenkörpers 31 gebildeten Klemmschlitzbereich 42 bzw. 43 gedrückt, welcher sich in Rückwärtsdrehrichtung des Pfeiles 44 in Umfangsrichtung etwa keilförmig verjüngt.

Im Freilaufgehäuse 29 ist zur Aufnahme des Bodenzuges 21 eine entsprechende Aufnahmebohrung vorgesehen, wobei der Innenzug 22 des Bodenzuges 21 das Freilaufgehäuse 29 nach innen durchragt und mittels eines Zugnippels 45 am Ringkörper 33 des Freilaufes 19 eingehängt ist. Bei der Drehung in Rückwärtsdrehrichtung der Tretkurbelwelle 16 in Richtung des Pfeiles 44 werden die Klemmrollen 35, 36 durch die anfängliche Relativbewegung des Innenkörpers 31

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zum Ringkörper 33 in ihren jeweiligen Klemmschlitzbereich 42 bzw. 43 hineingezogen, so daß zwischen dem Innenkörper 31 und dem Ringkörper 33 eine kraftschlüssige Drehmomentenverbindung entsteht und somit der Ringkörper 33 in Richtung des Pfeiles 44 vom Innenkörper 31 mitgenommen wird. Durch diese Drehbewegung des Ringkörpers 33 wird am Innenzug 22 des Bodenzuges 21 über den Zugnippel 4 5 gezogen, so daß, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, die Felgenbremsen 8, 9 betätigbar sind. Beim anschließenden Vorwärtsdrehen der Tretkurbelwelle 16 in Richtung des Pfeiles 46 bewegt sich der Innenkörper 31 zusammen mit dem Ringkörper 33 in derselben Drehrichtung bis die Felgenbremsen 8, 9 durch deren Rückstellfedern (in der Zeichnung nicht dargestellt) wieder vollständig geöffnet sind und der Innenzug 22 zusammen mit seinem Zugnippel 45 wieder in seine Ausgangsstellung gemäß Fig. 3 zurückgekehrt. Um zu verhindern, daß sich der Ringkörper 33 bei der weiteren Vorwärtsdrehung der Tretkurbelwelle 16 mit der Tretkurbelwelle 16 bzw. mit seinem Innenkörper 31 mitgedreht, kann ein Anschlag zwischen dem Freilaufgehäuse 29 und dem Ringkörper 33 vorgesehen sein. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde auf die Darstellung ein solchen Anschlages verzichtet.

Um sicherzustellen, daß eine Vorwärtsdrehung in Pfeilrichtung 46 der Tretkurbelwelle 16 auch bei gebremstem und stillstehendem Hinterrad 5 möglich ist,

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ist eine Drehitiomentkupplung 47 vorgesehen, deren Bestandteile in Fig. 4 in Explosionsdarstellung gezeigt sind. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die Drehmomentkupplung 47 aus einer Tragscheibe 48, einer Lagerbuchse 49 und einem an der Tretkurbel 18 angeordneten zylindrischen Lagersitz 51, einer Montagescheibe 52 mit zwei Montageschrauben 53 und 54.

Die Tragscheibe 48 weist eine zentrale Lagerbohrung 55 auf, in welche die Lagerbuchse 49 annähernd spielfrei einschiebbar ist. Desweiteren ist die Tretkurbel 18 mit der Zylindermantelfläche 56 ihres Lagersitzes 51 annähernd spielfrei und begrenzt drehbar in die Lagerbuchse 49 einsetzbar. Zur Befestigung der Tragscheibe 48 zusammen mit der Lagerbuchse 49 auf der Zylindermantelflache 56 ist die Montagescheibe 52 vorgesehen, welche rückwärtig in eine etwa kreisringförmig ausgebildete Ausnehmung 57 der Tragscheibe 48 in diese einsetzbar ist und mittels der Schrauben 53, 54 auf der Stirnfläche 58 des Lagersitzes 51 über entsprechende Gewindebohrungen 59, 60 befestigbar ist.

Die Tretkurbel 18 ist mit einem zentralen Vierkantdurchbruch 61 versehen, mit welchem die Tretkurbel 18 spielfrei auf einen Kupplungsvierkant der Tretkurbelwelle 16 formschlüssig aufsetzbar ist. Zur

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Befestigung der Tretkurbel 18 auf dem Kupplungsvierkant der Tretkurbelwelle 16 ist eine entsprechende Befestigungsschraube 62 vorgesehen.

Die Tragscheibe 48 ist zusammen mit der Lagerbuchse 49 auf der Zylindermantelflache 56 des Lagersitzes 51 begrenzt drehbar gelagert. Zur Drehbegrenzung bzw. zur Drehmomentenübertragung ist tretkurbelseitig die Tragscheibe 48 an ihrer Lagerbohrung mit einer radial nach außen gerichteten kreisringförmigen Ausnehmung 63 versehen, welche sich über einen Zentriwinkel ßl von etwa 180° erstreckt. In die Ausnehmung 63 greift in zusammengebautem Zustand ein entsprechendes Kupplungssegment 64 der Tretkurbel 18 ein, welches radial nach außen abgesetzt auf der Zylindermantelflache 56 des Lagersitzes 51 angeordnet ist und sich über einen Zentriwinkel ß2 von etwa 90° erstreckt. Zur unverlierbaren Lagerung der Tragscheibe 4 8 auf dem Lagersitz 51 weist der Lagersitz 51 bzw. die Tretkurbel 18 auf seiner der Stirnfläche 58 gegenüberliegenden Seite einen radial nach außen vorspringenden Anschlagflansch auf.

Damit das Kupplungssegment 64 mit der Ausnehmung 63 in Eingriff bringbar ist, ist die Lagerbuchse 49 mit einem entsprechenden Durchbruch 66 versehen, durch welchen das Kupplungssegment 64 im montierten Zustand hindurchragt

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und in die Ausnehmung 63 der Tragscheibe 48 eingreift. Aufgrund der Winkeldifferenz zwischen dem Zentriwinkel ßl der Lagerbohrung 55 und dem Zentriwinkel ß2 des Kupplungssegmentes 64 ist die Tretkurbelwelle 16 gegenüber der Tragscheibe um einen Stellwinkel von 90° drehbar.

Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch die auf dem Lagersitz 51 der Tretkurbel 18 montierten Drehmomentenkupplung 47. In dieser Darstellung ist erkennbar, daß das Kupplungssegment 64 des Lagersitzes 51 durch den Durchbruch 66 der Lagerbuchse 49 hindurch in die Ausnehmung 63 der Tragscheibe 48 eingreift. Die Tretkurbel 18 ist dabei auf den Kupplungsvierkant 67 der Tretkurbelwelle 18 montiert und mit der Befestigungsschraube 62 festsitzend gehalten. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist kann dabei der Kupplungsvierkant 67 bzw. der zugehörige Vierkantdurchbruch 61 leicht konisch ausgebildet sein, so daß ein spielfreier Sitz der Tretkurbel 18 auf dem Kupplungsvierkant 67 sichergestellt ist.

Fig. 6 zeigt einen Teilschnitt VI-VI aus Fig. 5, in welchem die Tragscheibe 48 gegenüber dem Lagersitz 51 in einer Mittelstellung gezeigt ist. Wird die Tretkurbelwelle 16 mit ihrem Kupplungsvierkant 67 in Rückwärtsdrehrichtung des Pfeiles 68 gedreht, so schlägt

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nach einem Drehwinkel von etwa 45° das Kupplungssegment 64 mit seiner vorlaufenden Stirnfläche 69 gegen die entsprechende Anschlagfläche 70 der Ausnehmung 63 der Tragscheibe 48, so daß eine formschlüssige Drehmomentenverbindung zwischen der Tretkurbel 18 und der Tragscheibe 48 entsteht. Beim Weiterdrehen der Tretkurbelwelle 16 bzw. der Tretkurbel 18 in Drehrichtung des Pfeiles 68 wird dann die Tragscheibe 48 in gleicher Drehrichtung mitgenommen. Auf der Tragscheibe 48 ist (in der Zeichnung nicht dargestellt) normalerweise das Antriebskettenrad 19 aus Fig. 1 montiert, so daß das Hinterrad 5 bei geschlossener Drehmomentenverbindung über den Kettentrieb 15 aus Fig. 1 antreibbar ist.

Bei entgegengesetzter Vorwärtsdrehrichtung in Richtung des Pfeiles 71, welche der Vorwärtsdrehrichtung des Pfeiles 44 aus Fig. 3 entspricht, wird durch die Tretkurbel 18 die Tretkurbelwelle 16 in entsprechender Richtung gedreht, wobei sie den Bremsfreilauf aus Fig. 3 in entsprechender Richtung bewegt und dieser den Bowdenzug 21 betätigt. Die Tragscheibe 48 bleibt dagegen stehen, bis das Kupplungssegment 64 mit seiner hinteren Stirnfläche 69' an der Anschlagflache 70' der Tragscheibe 48 anschlägt. Die vorliegende Winkeldifferenz zwischen dem Zentriwinkel ßl und dem Zentriwinkel ß2 von 90° ist so bemessen, daß die durch den Bremsfreilauf 20 betätigten Felgenbremsen 8, 9 des Fahrrades 1 während der

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Fahrt spätestens nach einem Drehwinkel von 90° eine Vollbremsung ausführt und somit vollständig blockiert. Zum Lösen der Bremse kann die Tretkurbel 18 bzw. die Tretkurbelwelle 16 wieder in Vorwärtsdrehrichtung des Pfeile 71 bzw. des Pfeiles 46 aus Fig. 3 zumindest soweit gedreht werden, zumindest über 90°, daß die beiden Felgenbremsen 8, 9 des Fahrrades 1 die Räder 4, 5 wieder freigeben und somit das Fahrrad wieder fahrbar ist.

Bei der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung mit dem Bremsfreilauf 20 und der Drehmomentkupplung 47 ist somit sichergestellt, daß bei Stillstand des Hinterrades 5 die Bremsen sicher wieder frei gegeben werden können, da die Tretkurbelwelle 16 beim Bremsen im Stillstand des Fahrrades 1 oder auch bei einer Vollbremsung sicher wieder zur Freigabe der Bremse bzw. des Bremsfreilaufes 20 zumindest soweit in Vorwärtsdrehrichtung drehbar ist, daß die Bremsen 8, 9 des Fahrrades 1 sicher wieder öffnen. Auch bei vollständiger Pedalentlastung z.B. durch Wegnahme der Füße des Fahrradfahrers von den Pedalen erfolgt durch die bei den bekannten Bremsanlagen stets vorhandenen Bremsrückstellfedern eine automatische Bremsenlüftung.

In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist am Hinterrad 5 ein Trennfreilauf 25 vorgesehen, welcher in einer Ausführungsform 75 in den

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Fig. 7 und 8 dargestellt ist. Der Trennfreilauf 75 dient dabei zum Deaktivieren des Bremsfreilaufes 20/1, dessen Bauelemente in den Fig. 9 bis 11 gezeigt sind.

Der in den Fig. 7, 8 gezeigte Trennfreilauf 75 weist ein feststehendes Gehäuse 76 auf, welches im wesentlichen konzentrisch auf der Radachse 77 des Hinterrades 5 des Fahrrades 1 montiert ist. Im Gehäuse 7 6 ist der eigentliche Freilauf 78 angeordnet, welcher mit seinem Innenring 79 auf der Radnabe 80 des Hinterrades 5 aufgeschraubt ist und mit dieser drehfest in Verbindung steht. Desweiteren weist der Freilauf 78 ein äußeren Ringelement 81 auf, in welchem zwei Klemmrollen 82, 83 in entsprechenden, tangential zum Innenring 79 verlaufenden Lagerschlitzen 84 und 85 angeordnet sind. Die Funktionsweise des Freilaufes 78 ist gleich wie die des Bremsfreilaufes 20, wobei der Freilauf 78 in Rückwärtsdrehrichtung des Pfeiles 86 der Radnabe 80 wirksam ist. Auf dem äußeren Ringelement 81 ist ein Klemmring 87 angeordnet, welcher an seiner Außenseite eine gabelförmige Aufnahme 8 8 für den Innenzug 89 bzw. den Zugnippel 90 eines Bowdenzuges 91, welcher in einer entsprechenden Aufnahmebohrung 92 des Gehäuses 7 6 angeordnet ist, aufweist. Der Klemmring 87 ist auf seiner der gabelförmigen Aufnahme 88 gegenüberliegenden Seite geteilt ausgeführt und weist eine Klemmschraube 93 auf, welche zur Einstellung der Klemmreibung zwischen dem

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äußeren Ringelement 81 und dem Klemmring 87 dient. Mit der Klemmschraube 93 wird im Betrieb die Klemmkraft des Klemmringes auf dem Ringelement 81 so eingestellt, daß der Klemmring 87 im Zusammenwirken mit einem zwischen dem Klemmring 87 und dem Ringelement 81 angeordneten, umlaufenden Ringkupplungsbelag 94 eine Art Rutschkupplung bildet.

Durch den Bowdenzug 91 bzw. durch dessen Innenzug 89 wird beim Rückwärtsdrehen über den Trennfreilauf 75 ein Ausrückhebel 95 eines auf der Tretkurbelwelle 16/1 angeordneten Freilaufes 20/1 betätigt (Fig. 9, 10). Der Ausrückhebel 95 ist dabei in einem Stellschlitz 96 angeordnet und führt um die Drehachse 3 9/1 der Tretkurbelwelle 16/1 eine Drehbewegung aus, wobei sein Drehwinkel durch eine Anschlagfläche 97 des Stellschlitzes 96 begrenzt ist.

Dies bedeutet, daß durch den Trennfreilauf 75 aus den Fig. 7, 8 beim Rückwärtsdrehen in Drehrichtung des Pfeiles 8 6 des Hinterrades 5 bzw. der Radnabe 80 des Hinterrades 5 beim Rückwärtsschieben des Fahrrades 1 der Ausrückhebel 95 aus den Fig. 9, 10 bis zum Anschlag 97 über den Bodenzug 91 gezogen wird. Beim weiteren Rückwärtsschieben wird der Klemmring 87 des Trennfreilaufs 75 über dem Bodenzug 91 festgehalten, so daß der Freilauf 78 mit seinem äußeren Ringelement 81 im

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Klemmring 87 bei entsprechend eingestellter Klemmreibung durchrutscht.

Der Ausrückhebel 95 ist drehfest mit einer Ausrückplatte 98 verbunden (Fig. 9, 10), welche an ihrer inneren Stirnfläche mit vier Ausrückkeilflächen 99 versehen ist, welche gleichmäßig am Umfang der Ausrückplatte 98 verteilt sind. Die Ausrückplatte 98 ist dabei drehbar in einem Deckel 100 des Freilaufgehäuses 29/1 des Bremsfreilaufes 20/1 geführt. Die Ausrückkeilflächen 99 wirken zusammen mit entsprechend angeordneten Keilflächen 101 einer Zwischenplatte 102, welche radial unverdrehbar aber axial verschiebbar zwischen der Ausrückplatte 98 und einer Entkopplungsscheibe 103 angeordnet ist. Zur Führung der Zwischenplatte 102 ist diese mit einem radial nach außen vorspringenden Führungszapfen 112 versehen, welcher in eine entsprechende innere Führungsnut 113 des Freilaufgehäuses 29/1 axial verschiebbar eingreift. Die Entkopplungsscheibe 103 weist zwei Ausrückstifte 104, 105 auf, welche in den jeweiligen Klemmschlitzbereich 106, 107 der Lagerschlitze 108, 109 der Klemmrollen 35/1, 36/1 hineinragen. Beim Betätigen bzw. beim Verdrehen der Ausrückplatte 98 wird aufgrund der zusammenwirkenden Ausrückkeilflachen 99 und der Keilflächen 101 der Zwischenplatte 102 die Zwischenplatte 102 zusammen mit der Entkopplungsscheibe 103 und dessen Ausrückstiften 104, 105 in axialer Richtung im Freilaufgehäuse 29/1 nach

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innen verschoben. Die Ausrückstifte 104, 105 sind konisch ausgebildet und drücken bei ihrer Bewegung in die Klemmschlitzbereiche 106, 107 hinein die Klemmrollen 35/1 und 36/1 zurück, so daß der Bremsfreilauf 20/1 deaktiviert ist. Wird das Fahrrad wieder nach vorne geschoben, so wird der Ausrückhebel 95 über eine entsprechende Druckfeder 110 wieder zurück in seine Ausgangslage gedreht, so daß die Zwischenplatte 102 mit der Entkopplungsscheibe 103 sich in axialer Richtung wieder nach außen bewegt und damit die Klemmrollen 35/1 und 3 6/1 wieder freigegeben werden und damit der Bremsfreilauf 20/1 wieder aktiviert ist.

Fig. 11 zeigt einen vergrößerten Schnitt XI-XI aus Fig. 9. In Fig. 11 ist der konische Zulauf des Ausrückstiftes 104 erkennbar. Beim Einschieben des Ausrückstiftes 104 in Pfeilrichtung 108 wird die Klemmrolle 35/1 in Richtung des Pfeiles 109 zurückgedrückt, so daß der Bremsfreilauf 20/1 deaktiviert ist. Zur Sicherstellung der Rückbewegung der Entkopplungsscheibe 103 ist diese mittels vier gleichmäßig am Umfang im Innenring 31/1 des Bremsfreilaufes 20/1 angeordneten Schraubendruckfedern 111 mit entsprechend axial wirkenden Federkräften beaufschlagt. Anstatt der Schraubendruckfedern 111 kann zwischen der Entkopplungsscheibe 103 und dem Innenring 31/1 auch eine Scheiben-, Tellerfeder oder dgl. angeordnet sein.

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Es versteht sich, daß die Ausrückvorrichtung aus den Fig. 9 bis 11 auch über einen Handhebel, welcher z.B. am Lenker 6 des Fahrrades 1 angeordnet sein kann, betätigbar ist. Desweiteren kann vorgesehen sein, daß die Ausrückvorrichtung gleichzeitig bzw. wahlweise über den Handhebel oder über den Trennfreilauf 7 5 am Hinterrad 5 des Fahrrades 1 deaktivierbar ist.

Desweiteren ist es auch möglich zum Ausrücken des Bremsfreilaufes 20/1 den Ausrückhebel 95 direkt an der Entkopplungscheibe 103 anzuordnen. Mit einem Entsprechenden automatischen Längenausgleich des Bowdenzuges 91, welcher z.B. dadurch erreichbar ist, daß der Außenzug des Bowdenzuges 91 über eine Druckfeder (in der Zeichnung nicht dargestellt) nachgiebig in der Aufnahmebohrung 92 des Trennfreilaufes 75 gelagert ist, kann damit bei kompakter Bauweise ein Ausrücken des Bremsfreilaufes erreicht werden, indem die Entkopplungsscheibe 103 mit ihren Ausrückstiften 103, die Klemmrollen 35/1, 36/1 in ihren Stellschlitzen so festhalten, daß sie beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle 16/1 nicht in ihre jeweiligen Klemmschlitzbereiche 106, 107 hineingedrückt werden können. Somit ist der Bremsfreilauf deaktiviert und das Fahrrad kann frei rückwärts geschoben werden. Eine weitere Möglichkeit, den Bremsfreilauf 20/1 zu deaktivieren besteht darin, daß die Entkopplungsscheibe

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103 durch eine über den Bowdenzug 91 betätigbare Bremsoder Verriegelungsvorrichtung {in der Zeichnung nicht dargestellt) festgehalten wird, so daß die Klemmrollen 35/1, 36/1 beim Rückwärtsschieben des Fahrrades oder bei einer Handbetätigung der Ausrückvorrichtung gegen die Ausrückstifte 104, 105 der Entkopplungsscheibe laufen und somit nicht in ihren jeweiligen Klemmschlitzbereich 106, 107 gelangen können, so daß in diesem Falle der Bremsfreilauf 20/1 deaktiviert ist. Wird die Brems- oder Verriegelungsvorrichtung wieder freigeben, so ist der Bremsfreilauf 20/1 wieder aktiviert und die Bremsen 8, 9 werden beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle 16/1 über den Bremsfreilauf 20/1 wieder betätigt.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Vorrichtung wird eine Rücktrittbremse geschaffen, die sicher bei stillstehendem Hinterrad wieder lüftbar ist und welche die Funktionsweise einer normalen Rücktritt-Nabenbremse aufweist. Zusätzlich läßt sich die Rücktrittbremse manuell und/oder automatisch deaktivieren, so daß für einen Radfahrer sowohl die Vorzüge einer reinen Handbetätigung der Bremse als auch die Vorteile einer Rücktrittbremse wahlweise nutzbar sind.

Desweiteren wird durch die vorgesehene Ausrückvorrichtung insbesondere im Zusammenwirken mit dem Trennfreilauf erreicht, daß das Fahrrad jederzeit rückwärts geschoben

werden kann, ohne daß die Bremsen automatisch aktiviert werden, da der Bremsfreilauf durch die Ausrückvorrichtung deaktiviert ist.

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Claims (6)

B 196 27. November 1994 MN Anmelder: Brucker Peter, D-88630 Pfullendorf/Mottschieß Bezeichnung: Rücktrittbremse für Fahrräder mit Kettenschaltung Schutzansprüche

1. Vorrichtung für ein Fahrrad mit Kettenschaltung, das an seinem Hinterrad einen über einen Antriebsfreilauf mit der Radnabe des Hinterrades verbundenen Kettenritzelsatz und wenigstens ein auf der Tretkurbelwelle des Fahrrades angeordnetes Antriebskettenrad aufweist, wobei im Bereich der Tretkurbelwelle eine durch einen Bremsfreilauf gebildete Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, durch welche beim Rückwärtsdrehen der Tretkurbelwelle wenigstens eine Bremse des Fahrrades über ein Gestänge, einen Bowdenzug &ogr;. dgl. betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet,

daß das Antriebskettenrad (19) gegenüber der Tretkurbelwelle (16) und/oder der Antriebsfreilauf gegenüber der Radnabe (80) des Hinterrades (5) über eine Drehmomentenkupplung (47) um einen Steuerwinkel derart begrenzt drehbar gelagert ist, daß die

Tretkurbelwelle (16) bei stillstehendem Hinterrad (5) des Fahrrades (1) zumindest soweit in Vorwärtsdrehrichtung (Pfeil 71, Pfeil 46) drehbar ist, bis die vom Bremsfreilauf (20, 20/1) betätigte Bremse (8, 9) gelüftet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Tragscheibe (48) vorgesehen ist, auf welcher das Antriebskettenrad (19) drehfest befestigt ist und welche eine Lagerbohrung (55) aufweist, mit welcher die Tragscheibe (48) auf einem zylindrischen Lagersitz (51) einer auf dem einen Ende der Tretkurbelwelle (16) drehfest montierten Tretkurbel (18) über eine Lagerbuchse (49) begrenzt drehbar gelagert ist und

daß die Tragscheibe (48) eine tretkurbelseitig offene ringsegmentartxge Ausnehmung (63) aufweist, welche sich über einen Zentriwinkel ßl von etwa 270° bis erstreckt und in welche ein entsprechendes am Lagersitz radial nach außen vorspringendes Kupplungssegment (64) der Tretkurbel (18) eingreift, welches sich über einen Zentriwinkel ß2 von etwa 30° bis 180° erstreckt, so daß die Tragscheibe (48) zusammen mit dem Antriebskettenrad (19) gegenüber der Tretkurbelwelle (16) um einen Steuerwinkel von etwa 90° begrenzt drehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersitz (51) der Tretkurbel (18) am äußeren Ende der Tretkurbelwelle (16) einen radial nach außen vorspringenden Anschlagflansch (65) aufweist, und

daß die Tragscheibe (48) auf dem Lagersitz (51) zwischen dem Anschlagflansch (65) und einer auf der dem Anschlagflansch (65) gegenüberliegenden Stirnfläche (58) des Lagersitzes (51) lösbar befestigten Montagescheibe (52) annähernd spielfrei montierbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bremsfreilauf (20, 20/1) durch einen Rollen- oder Kugelfreilauf mit federbelasteten Klemmrollen (35, 36, 35/1, 36/1) bzw. Klemmkugeln gebildet ist und

daß eine Entkopplungsscheibe (103) vorgesehen ist, welche mit im wesentlichen konisch ausgebildeten, in die Lagerschlitze (84, 85) der Klemmrollen (35, 36, 35/1, 36/1) bzw. der Klemmkugeln des Bremsfreilaufs (20/1) eingreifenden Ausrückstiften (104, 105) versehen ist und die manuell axial mit ihren Ausrückstiften (104, 105) in die Lagerschlitze (84, 85) gegen eine Federkraft einschiebbar ist, wobei die Ausrückstifte (104, 105) beim Einschieben die Klemmrollen (35, 36, 35/1, 36/1) bzw. die Klemmkugeln

des Bremsfreilaufs (20/1) in ihren Lagerschlitzen (84, 85) zurückdrücken, so daß der Bremsfreilauf (20/1) deaktiviert ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum axialen Verschieben der Entkopplungsscheibe (103) eine rotatorisch feststehende, axial verschiebbare Zwischenplatte (102) vorgesehen ist, welche mit sich in Umfangsrichtung segmentartig erstreckenden Ausrückkeilflächen (99) versehen ist, die im Zusammenwirken mit entsprechend angeordneten Keilflächen (101) einer auf der der Entkopplungsscheibe (103) gegenüberliegenden Seite der Zwischenplatte (102) angeordneten Ausrückplatte (98) bei einer rotatorischen Relativbewegung der Ausrückplatte (98) gegenüber der Zwischenplatte (102) die Zwischenplatte (192) zusammen mit der Entkopplungsscheibe (103) mit ihren Ausrückstiften (104, 105) axial verschiebt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betätigen der Ausrückplatte (98) ein Handhebel vorgesehen ist, mittels welchem über ein Gestänge, einen Bowdenzug o. dgl. die Ausrückplatte (98) relativ zur Zwischenplatte (102) zum Deaktivieren des Bremsfreilaufs (20/1) drehbar ist und/oder

daß zum Betätigen der Ausrückplatte (98) an der Radnabe (80) des Hinterrades (5) eine über eine Rutschkupplung (94) und/oder einen Trennfreilauf (75) mit der Radnabe (80) gekoppelte Zugvorrichtung vorgesehen ist, mittels welcher bei einer Rückwärtsdrehung des Hinterrades (5) bzw. der Radnabe (80) über ein Gestänge, einen Bowdenzug (91) o. dgl. die Ausrückplatte (98) relativ zur Zwischenplatte (102) zum Deaktivieren des Bremsfreilaufs (20/1) drehbar ist.