DE102010053009A1

DE102010053009A1 - Betätigungsvorrichtung für eine Bremszange und Bremsanlage

Info

Publication number: DE102010053009A1
Application number: DE102010053009A
Authority: DE
Inventors: Jakob Lauhoff
Original assignee: Individual
Current assignee: Brake Force One GmbH
Priority date: 2010-12-02
Filing date: 2010-12-02
Publication date: 2012-06-06

Abstract

Bei einer Betätigungsvorrichtung (1, 1a) für eine Bremszange, mit einem Betätigungselement (9) und einem Hydraulikzylinder (2, 2a) mit darin verlagerbarem Volumenverdrängungselement (3), wobei die Betätigungsvorrichtung (1, 1a) über eine Hydraulikleitung (56) mit der Bremszange (30) verbindbar ist, ist das Betätigungselement (9) um die Längsachse des Hydraulikzylinders (2, 2a) drehbar angeordnet und ist und eine Übersetzungsanordnung vorgesehen, die eine Drehbewegung des Betätigungselements (9) in eine Axialbewegung des Volumenverdrängungselement (3) wandelt. Trotz geringer Handkraft können große Bremskräfte erzeugt werden. Die Betätigung mit dem Daumen ermöglicht ein Bremsen ohne unangenehme Spreizung der Hand und ermöglicht volle Fahrkontrolle, da der Daumen trotz Bremsbetätigung noch fast komplett am Lenker anliegt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für eine eine Bremszange umfassende hydraulische Radbremse, insbesondere eine Zweiradbremse, mit einem Betätigungselement und einem Hydraulikzylinder mit darin verlagerbarem Volumenverdrängungselement, wobei die Betätigungsvorrichtung über eine Hydraulikleitung mit der Bremszange verbindbar ist.
Bei Zweirädern, insbesondere bei Fahrrädern, kommen vermehrt hydraulische Bremsen zum Einsatz, die nicht mehr auf die Felge des Laufrades wirken, sondern auf eine Bremsscheibe am Laufrad. Die Betätigung derartiger hydraulischer Bremsen erfolgt in der Regel über einen Handgriff, der vom Lenker absteht. Außerdem weisen bekannte Bremsgriffe eine komplizierte und anfällige Kinematik auf, um aus der rotierenden Hebelbewegung eine lineare Kolbenbewegung zu erzeugen.
Darüber hinaus besteht insbesondere bei einem Sturz Verletzungsgefahr durch die abstehenden Bremsgriffe.
Aus der DE 44 00 641 A1 ist eine Betätigungsvorrichtung für eine Fahrradbremse bekannt, die im Lenkerrohr teilweise integriert ist und eine Betätigung der Bremse mittels Daumendruck erlaubt, wobei die Finger während des Bremsvorganges nicht vom Lenker entfernt zu werden brauchen. Die Betätigungsvorrichtung enthält einen Geberzylinder zur Erzeugung eines hydraulischen Druckes und kann in Kombination mit einem Dreh-Schaltgriff zur Betätigung von Gangschaltungen eingesetzt werden.
Die bekannte Betätigungsvorrichtung muss in das Lenkerrohr integriert werden und ist daher schlecht zugänglich. Außerdem bestehen geringe Variationsmöglichkeiten bezüglich der Anordnung der Betätigungsvorrichtung am Lenker, was ergonomisch unter Umständen unvorteilhaft sein kann.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung für eine Bremse bereitzustellen, die kompakt und einfach aufgebaut ist und wenig störanfällig ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Betätigungsvorrichtung für eine Bremszange, mit einem Betätigungselement und einem Hydraulikzylinder mit darin verlagerbarem Volumenverdrängungselement, wobei die Betätigungsvorrichtung über eine Hydraulikleitung mit der Bremszange verbindbar ist, und wobei das Betätigungselement um die Längsachse des Hydraulikzylinders drehbar angeordnet ist und eine Übersetzungsanordnung vorgesehen ist, die eine Drehbewegung des Betätigungselements in eine Axialbewegung des Volumenverdrängungselements umwandelt. Dadurch, dass das Betätigungselement sich axial an den Zylinder anschließt und um die Längsachse des Zylinders drehbar angeordnet ist, ergibt sich eine besonders kompakte Bauweise. Die einfache Umwandlung einer Drehbewegung des Betätigungselements in eine Axialbewegung des Volumenverdrängungselements, beispielsweise eines Kolbens, eines Bolzens oder einer Membran, erlaubt es, die Bremse mit nur geringen Bedienkräften zu bedienen. Insbesondere ist es möglich, das Betätigungselement lediglich mit einem Finger, insbesondere dem Daumen, zu betätigen. Auch ist es möglich, eine Betätigungsvorrichtung, die für den Einsatz an der linken Lenkerhälfte und Bedienung mit dem Daumen vorgesehen ist, an der rechten Lenkerhälfte zu montieren und dort mit den restlichen Fingern, bevorzugt mit dem Zeigefinger, zu bedienen und umgekehrt. Die Betätigungsvorrichtung ist auch für den Einsatz bei Sonderfahrzeugen, wie Liegerädern, Transporträdern oder dgl. geeignet. Darüber hinaus kann das Betätigungselement parallel zur Längsachse des Hydraulikzylinders bewegbar und senkrecht dazu verdrehbar sein.
Die Betätigung von handelsüblichen Bremsanlagen mit Zeige- und Mittelfinger führt zu unangenehmen Spreizungen der Hand. Bei langen Abfahrten ermüdet das Handgelenk.
Die Betätigung mit dem Daumen ermöglicht ein Bremsen ohne unangenehme Spreizung der Hand und volle Fahrkontrolle, da trotz Bremsung der Daumen noch fast komplett am Lenker anliegt. Dadurch ergibt sich eine verbesserte Ergonomie. Das Betätigungselement steht nicht wie herkömmliche Bremshebel ab und stellt damit ein geringeres Verletzungsrisiko dar. Außerdem sind Beschädigungen der Betätigungsvorrichtung anders als bei herkömmlichen Bremshebeln bei Stürzen weniger zu befürchten.
Die erfindungsgemäße Betätigungsvorrichtung zeichnet sich durch eine besonders schmutzresistente und robuste Konstruktion aus. Für den Einsatz im Gelände, insbesondere bei einem Mountainbike, ist die schmutzresistente Bauweise von großer Bedeutung. Die Bremsvorrichtung kann so aufgebaut werden, dass Wasser, Schmutz oder Fremdkörper nicht eindringen können, sodass eine wartungsfreie und problemlose Funktion gewährleistet ist. Die Betätigungsvorrichtung kann mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen ausgebildet werden, so dass bei einer Verwendung mit einer Bremszange eines Vorderrads eine größere Bremskraft erzeugt werden kann als bei Verwendung mit der Bremszange eines Hinterrads.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Übersetzungsanordnung ein Steilgewindeteil aufweist, das mit einem entsprechenden Gewinde des Hydraulikzylinders oder einer ein entsprechendes Gewinde aufweisenden, am Hydraulikzylinder angeordneten Buchse zusammenwirkt und am Volumenverdrängungselement anliegt. Durch das Steilgewinde wird eine geringe Drehbewegung in eine axiale Bewegung umgewandelt. Wird demnach das Steilgewindeteil in das entsprechende Gegengewinde des Hydraulikzylinders der Buchse eingeschraubt, so bewirkt dies eine Verlagerung des Volumenverdrängungselements, insbesondere eines Kolbens, und somit die Ausübung einer Bremskraft an einer angeschlossenen Bremszange. Das Volumenverdrängungselement, insbesondere der Kolben, ist vorzugsweise drehfest mit dem Steilgewindeteil verbunden. Das Volumenverdrängungselement, insbesondere der Kolben, kann durch entsprechende Überbrückungselemente, z. B. Gleitlager, auch drehbar mit dem Steilgewindeteil verbunden sein.
Der Hydraulikzylinder kann an seiner Innenwand ein mit dem Steilgewinde korrespondierendes Gewinde aufweisen. Alternativ kann ein Adapter, insbesondere eine Buchse, in den Hydraulikzylinder durch Kraft-, Form- oder Stoffschluss eingefügt sein, wobei die Buchse ein Innengewinde aufweist, welches mit dem Steilgewinde des Steilgewindeteils der Übersetzungsanordnung korrespondiert. Es können Steilgewindeteile vorgesehen sein, die in unterschiedlichen Abschnitten unterschiedliche Steigungen aufweisen. So kann z. B. durch eine große Steigung zu Beginn der Betätigung und geringere Steigung gegen Ende der Betätigung eine progressive Bremswirkung auch ohne Bremskraftverstärker erreicht werden.
Wird die Betätigungsvorrichtung links am Lenker montiert, weist das Steilgewindeteil vorzugsweise ein Rechtsgewinde auf und bei Montage rechts am Lenker entsprechend ein Linksgewinde.
Das Steilgewindeteil ist vorzugsweise drehfest mit dem Betätigungselement gekoppelt oder verbunden. Beispielsweise kann das Betätigungselement einen Mitnehmer aufweisen, der mit einem entsprechenden Anschlag des Steilgewindeteils zusammenwirkt. Wird demnach das Betätigungselement betätigt, also in eine Drehbewegung versetzt, so nimmt dieses das Steilgewindeteil mit, sodass das Steilgewindeteil in das entsprechende Gegengewinde am Hydraulikzylinder eingedreht wird und das Volumenverdrängungselement verlagert wird. Da sich das Betätigungselement selbst vorzugsweise nicht in axialer Richtung bewegen soll, bedeutet dies, dass das Steilgewindeteil sich relativ zum Betätigungselement in axialer Richtung bewegen muss.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn Einstellmittel zur Einstellung des Ansprechverhaltens der Bremse vorgesehen sind. Insbesondere können die Einstellmittel dazu vorgesehen sein, die axiale Relativposition von Betätigungselement und Steilgewindeteil einzustellen. Dadurch kann der Volumenverdrängungselement innerhalb des Hydraulikzylinders in seiner Ausgangsposition verstellt werden. Wird das Volumenverdrängungselement demnach in Wirkrichtung in Richtung Bremszange verlagert, so genügt bereits ein geringfügiges Betätigen des Betätigungselements, um eine Bremsung auszulösen. Grundsätzlich können Einstellmittel an einer beliebigen Stelle einer Bremsanlage vorgesehen sein, sodass durch eine Volumenänderung das Ansprechverhalten geändert werden kann.
Vorteilhafterweise kann ein in unterschiedlichen Positionen festlegbares Einstellrad als Einstellmittel auf der dem Hydraulikzylinder abgewandten Seite des Betätigungselements vorgesehen sein. Dadurch, dass das Einstellrad in unterschiedlichen Positionen festlegbar ist, können vordefinierte Stufen für unterschiedliches Ansprechverhalten eingestellt werden. Beispielsweise können vordefinierte Stufen durch Haltemittel, wie Magnete, Rastnasen, Federkugeln oder dergleichen, festlegbar sein. Die Anordnung des Einstellrads auf der dem Hydraulikzylinder abgewandten Seite des Betätigungselements hat den Vorteil, dass es einfach zugänglich ist.
Weiterhin ist es denkbar, einen Ausgleichsbehälter zum Volumenausgleich vorzusehen, der über Ausgleichsbohrungen und/oder ein Ventil, insbesondere ein Zentralventil, mit dem Hydraulikzylinder verbunden ist.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn sich der Kolben über ein Federelement, z. B. eine Spiralfeder, eine Elastomerfeder oder dgl., an einem Zylinderende abstützt. Dadurch wird sichergestellt, dass das Volumenverdrängungselement bei Nichtbetätigung des Betätigungselements in seine Ausgangslage zurückbewegt wird, sodass dann eine erneute Bremsung eingeleitet werden kann.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn ein Kugelkopf an einem Zylinderende im Bereich des Übergangs in eine Hydraulikleitung oder ein gerader oder winkliger, insbesondere 90°-Leitungsabgang, vorgesehen ist. Der Kugelkopf weist dabei eine Durchgangsöffnung auf, die in die Hydraulikleitung mündet. Dadurch, dass ein Kugelkopf vorgesehen ist, kann die Hydraulikleitung in unterschiedlichen Winkeln zum Zylinder positioniert werden, ohne dass es ein Dichtigkeitsproblem gibt bzw. Hydraulikflüssigkeit auslaufen kann. Die Hydraulikleitung kann daher zumindest in Grenzen in ihrer Lage relativ zur Betätigungsvorrichtung verstellt werden, ohne dass es zu einem Abknicken oder zu einer Beschädigung der Hydraulikleitung kommt. Auch andere Leitungsabgänge, z. B. ein 90°-Abgang, aber auch andere Winkel, sind denkbar.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung kann eine Befestigungsanordnung zur Befestigung der Betätigungsvorrichtung an einem Lenker vorgesehen sein. Die Befestigungsvorrichtung kann insbesondere so ausgebildet sein, dass die Betätigungsvorrichtung um zumindest eine, vorzugsweise um zumindest zwei Achsen schwenkbar ist, sodass diese auf die Bedürfnisse eines Benutzers zugeschnitten und optimal am Lenker positioniert werden kann. Insbesondere kann die Betätigungsvorrichtung durch entsprechende Ausgestaltung der Befestigungsvorrichtung um ihre Längsachse und senkrecht dazu verdrehbar sein. Ein Benutzer wird somit nicht auf eine vorgegebene Ergonomie festgelegt, sondern kann die Betätigungsvorrichtung nach seinen eigenen Vorstellungen positionieren. Weiterhin kann die Betätigungsvorrichtung entlang ihrer Längsachse verschieblich angeordnet sein.
Die Betätigungsvorrichtung kann auch eine Kugelform aufweisen, die um drei Achsen, insbesondere orthogonal zueinander stehende Achsen, drehbar, jedoch nicht verschiebbar ausgebildet ist. Alternativ könnte durch eine zwischengesetzte Kugelhülse zwischen Klemmvorrichtung und Betätigungsvorrichtung die Betätigungsvorrichtung um drei Achsen drehbar und relativ zu ihrer Längsachse verschiebbar ausgebildet werden.
Die Befestigungsvorrichtung für die Betätigungsvorrichtung kann am Lenker nochmals drehbar und verschiebbar sein.
Die Befestigungsvorrichtung weist vorzugsweise lediglich eine Schraube auf, um diese am Lenker zu arretieren. Dadurch wird die Montage und individuelle Abstimmung erleichtert. Insbesondere kann die Betätigungsvorrichtung so am Lenker positioniert werden, dass das Betätigungselement mit dem Daumen oder einem anderen Finger betätigt werden kann.
Eine kompakte Bauweise ergibt sich, wenn die Betätigungsvorrichtung mit einer Schalteinrichtung zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses insbesondere einer Ketten- oder Nabenschaltung kombiniert ist. Die kompakte Bauweise und die individuelle Verstellmöglichkeit der Betätigungsvorrichtung ermöglicht die Kombination mit üblichen Schalthebeln. Dabei kann die Betätigungsvorrichtung in die Schalteinrichtung integriert sein oder mit dieser verbunden sein.
In den Rahmen der Erfindung fällt außerdem eine Bremsanlage mit einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung und einer mit der Betätigungsvorrichtung über eine Hydraulikleitung verbundenen Bremszange, wobei ein Bremskraftverstärker vorgesehen ist. Der Bremskraftverstärker kann sich in der Bremszange, der Hydraulikleitung oder der Betätigungsvorrichtung befinden. Vorzugsweise weist die Bremszange ein Gehäuse mit einem Zylinderraum auf, in dem ein Stufenkolben angeordnet ist. Das Vorsehen eines Stufenkolbens hat den Vorteil, dass dadurch einfach ein Bremskraftverstärker realisiert wird. Der Bremskraftverstärker wird dabei innerhalb des Gehäuses realisiert. Dies spart Gewicht, Kosten und ermöglicht die Kombination von einem schlanken Design bei einer erhöhten Bremskraft. Außerdem entsteht der hohe Druck für die Bremsung erst im Gehäuse, was die Verwendung von preisgünstigen, weniger druckbeständigen Hydraulikleitungen ermöglicht.
Zur Ankopplung der Hydraulikleitung an der Bremszange kann ein Ankoppelelement vorgesehen sein, das in das Gehäuse integriert ist und an dem Gehäuse drehbar angeordnet ist und somit eine drehbare Verbindung zwischen Gehäuse und Hydraulikleitung ermöglicht. Eine Integration des Ankoppelelements in die Bremszange wirkt Beschädigungen durch Stürze des Fahrrads entgegen.
Weitere Vorteile ergeben sich, wenn in das Gehäuse eine so genannte Postmount-Befestigungsanordnung integriert ist. So ist es möglich, die Bremszange direkt an bestehende Fahrradrahmen oder Gabeln zu montieren. Andere Befestigungsanordnungen, z. B. gemäß IS2000, sind ebenfalls denkbar.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
In der schematischen Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine Explosionsdarstellung einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für eine Bremse;
2 eine Explosionsdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Betätigungsvorrichtung für eine Bremse;
3 eine Längsschnittdarstellung der Ausführungsform der 2
4 eine Darstellung der Ausführungsform gemäß 2 in zusammengebautem Zustand;
5 eine Explosionsdarstellung einer Bremszange einer erfindungsgemäßen Bremsanlage;
6 eine Schnittdarstellung der Bremszange der 5.
Die 1 zeigt eine Betätigungsvorrichtung 1 für eine Bremszange in einer Explosionsdarstellung. Die Betätigungsvorrichtung 1 weist einen Hydraulikzylinder 2 auf, in dem ein als Kolben 3 ausgebildetes Volumenverdrängungselement bewegbar angeordnet ist. Eine Buchse 4, die ein Außengewinde 5 aufweist, ist in den Hydraulikzylinder 2 einschraubbar. Dazu weist der Hydraulikzylinder 2 ein Innengewinde 6 auf. Die Buchse 4 kann eingeklebt werden oder anderweitig drehfest fixiert werden. Mit der Bezugsziffer 7 ist ein Dichtring und mit der Ziffer 8 ein Sicherungsring, der das Steilgewindeteil 10 im montierten Zustand hält und mit diesem verbunden ist, bezeichnet.
Innerhalb eines Betätigungselements 9 ist ein Steilgewindeteil 10 angeordnet. Das Steilgewindeteil 10 wirkt mit einem Innengewinde 11 der Buchse 4 zusammen. Dabei ist das Betätigungselement 9 drehfest mit dem Steilgewindeteil 10 gekoppelt. Ein als Einstellrad ausgebildetes Einstellmittel 12 ist auf der dem Hydraulikzylinder 2 abgewandten Seite des Betätigungselements 9 angeordnet.
Der 1 ist leicht zu entnehmen, dass das Betätigungselement 9 um die Längsachse des Hydraulikzylinders 2 drehbar angeordnet ist. Wird das Betätigungselement 9 betätigt, so wird das Steilgewindeteil 10 in eine Drehung versetzt und aufgrund des Zusammenwirkens des Außengewindes (Steilgewindes) des Steilgewindeteils 10 mit dem Innengewinde 11 der Buchse 4 in axialer Richtung in Richtung Hydraulikzylinder 2 bewegt. Da das Steilgewindeteil 10 am Kolben 3 anliegt, wird der Kolben 3 dadurch in Richtung Ende 13 des Hydraulikzylinders 2 verlagert. Eine Kolbendichtung 14 liegt von innen dichtend am Hydraulikzylinder 2 an, sodass eine Hydraulikflüssigkeit durch die gemeinsame Bewegung des Kolbens 3 und der Kolbendichtung 14 Richtung Ende 13 verdrängt wird. Die Bewegung des Kolbens 3 erfolgt dabei entgegen der Rückstellkraft eines Federelements 15, welches sich im Bereich des Endes 13 des Hydraulikzylinders 2 abstützt.
Hydraulikflüssigkeit gelangt dann durch einen Kugelkopf 16, der eine Durchgangsöffnung aufweist, in ein Anschlussstück 17 einer Hydraulikleitung. Das Anschlussstück 17 und damit die Hydraulikleitung sind bezüglich des Kugelkopfes 16 drehbeweglich angeordnet. Der Kugelkopf 16 wird durch einen Deckel 18 unter Zwischenanordnung eines O-Rings 16.1 an dem Hydraulikzylinder 2 gehalten.
Durch das Einstellmittel 12 kann das Steilgewindeteil 10 in axialer Richtung relativ zum Betätigungselement 9 bewegt werden, um dadurch den Kolben 3 in seiner Ausgangsstellung mehr oder weniger weit in den Hydraulikzylinder 2 zu schieben. Ist der Kolben 3 weiter in den Hydraulikzylinder 2 geschoben, so bewirkt eine Bewegung des Betätigungselements 9 ein schnelleres Ansprechen der Bremse. Es sind mehrere Raststufen 19, die als Magnete ausgebildet sein können, vorgesehen, um unterschiedliche Voreinstellungen des Einstellmittels 12 wählen zu können. Die Schraube 12.1 dient zur Entlüftung des Systems und verhindert den Verlust des Einstellmittels 12, das nur durch den Magneten (Raststufen 19) gehalten wird. Sie ist direkt in den Kolben 3 geschraubt und nicht mit dem Einstellmittel 12 verbunden.
An dem Hydraulikzylinder 2 ist eine Befestigungsvorrichtung 20 vorgesehen. Die Befestigungsvorrichtung 20 weist eine Durchgangsöffnung 21 für einen Lenker bzw. eine Lenkerstange auf. Durch Lösen und Arretieren der Schelle 22 kann die Befestigungsvorrichtung 20 und damit die gesamte Betätigungsvorrichtung 1 um die Achse der Lenkstange verschwenkt, in axialer Richtung der Lenkstange verstellt und in beliebigen Stellungen arretiert werden. Das Arretieren erfolgt über eine Schraube 23. Weiterhin ist es denkbar, die Befestigungsvorrichtung 20 mehrteilig auszubilden, sodass auch noch eine Drehverstellung um eine Achse senkrecht zur Lenkerachse möglich ist. Hierzu weist die Befestigungsvorrichtung 20 ein hydraulikzylinderseitiges Teil 24 und ein lenkerseitiges Teil 25 auf. Das hydraulikzylinderseitige Teil 24 nimmt in seiner Öffnung 29 den Hydraulikzylinder 2 auf. Innerhalb der Öffnung 29 ist der Hydraulikzylinder 2 um seine Längsachse drehbar und in Richtung seiner Längsachse verschieblich verstellbar. Die Teile 24, 25 sind vor einer Arretierung relativ zueinander drehbar, so dass der Hydraulikzylinder 2 um eine Achse senkrecht zu seiner Längsachse drehverstellbar ist.
Hydraulikzylinderseitig ist eine erste Klemmkrone 26 und lenkerseitig eine weitere Klemmkrone 27 vorgesehen. Weiterhin ist eine Schellenverschraubung 28 vorhanden. Die Teile 24, 25 werden über die Schellenverschraubung 28 verschraubt, diese Verschraubung wird dauerhaft verklebt. Alternativ zur Schellenverschraubung 28 kann ein Verbindungsmittel zur drehbaren Verbindung der Teile 24, 25 vorgesehen sein.
Die Verschraubung wird so stark angezogen, dass eine Verdrehung der beiden Teile 24, 25 noch möglich ist. Wird nun die Lenkerschraube 23 angezogen, werden die konisch ausgebildeten Klemmkronen 26 und 27 verspannt. Eine Verdrehung der Teile 24, 25 ist dann nicht mehr möglich.
Außerdem drückt die Klemmkrone 26 auf den Hydraulikzylinder 2 und sichert diesen gegen Verschiebung und Verdrehung.
Die Klemmkrone 27 auf der einen Seite und die Elemente 21, 25, 22 sind ein Teil und sorgen für die Sicherung der gesamten Betätigungsvorrichtung 1 gegen Verdrehung oder Verschiebung gegenüber dem Lenker.
Die 2 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Betätigungsvorrichtung 1a. Teile, die denen der Ausführungsform der 1 entsprechen, tragen dieselbe Bezugsziffer und werden nicht näher erläutert. Die Betätigungsvorrichtung 1a ist ohne Befestigungsvorrichtung 20 gezeigt, kann aber eine solche aufweisen.
Der wesentliche Unterschied zur Ausführungsform gemäß 1 besteht darin, dass die Buchse 4a kein Außengewinde und folglich der Hydraulikzylinder 2a kein Innengewinde aufweist. Die Buchse 4a wird im Hydraulikzylinder durch Kraft-, Form- oder Stoffschluss gehalten.
Die 3 zeigt eine Schnittdarstellung der Betätigungsvorrichtung 1a und die 4 die Betätigungsvorrichtung 1a in zusammengebautem Zustand.
Die 5 zeigt eine Bremszange 30, die Bestandteil einer Bremsanlage, die auch die Betätigungsvorrichtung 1 aufweist, ist, in einer Explosionsdarstellung und die 6 in einer Schnittdarstellung. Die Bremszange 30 weist ein Gehäuse 31 mit einem Zylinderraum 32 auf. In dem Zylinderraum 32 ist ein Stufenkolben 33 angeordnet, der sich über ein Federelement 34 an einem Ende des Zylinderraums 32 abstützt. Beidseits des Stufenkolbens 33 sind Kolbendichtringe 33.1, 33.2 vorgesehen. Hydraulikflüssigkeit wird durch ein Anschlussstück 36 zum Anschluss einer Hydraulikleitung 56 zugeführt, welches über eine Anschlussverschraubung 37 am Gehäuse 31 gehalten und in dieses integriert ist, jedoch relativ zum Gehäuse 31 um die Achse des Zylinderraums 32 schwenkbar ist.
Innerhalb des Stufenkolbens 33 ist ein Ventil 35 angeordnet. Bei Einleitung einer Bremsung ist das Ventil 35 zunächst geöffnet und ermöglicht ein freies Durchströmen von Hydraulikflüssigkeit bis zur Anlage der Bremsbeläge 53, 54 an der Bremsscheibe 55. Die Öffnung des Ventils 35 erfolgt durch Anlage des Ventilstößels 35.1 an der Anschlussverschraubung 37.
Die Bremsanlage, umfassend eine Betätigungsvorrichtung 1, 1a, nicht arbeitenden Stufenkolben 33 und den Kolben 38 39, arbeitet in dieser Phase mit einem geringen Verstärkungsfaktor. Dies bedeutet, dass mit geringem vom Betätigungselement zurückgelegtem Weg eine relativ große Verstellung der Kolben 38, 39 erfolgt.
Sobald die Beläge 53, 54 anliegen, baut sich ein hydraulischer Druck auf.
Entsprechend der Flächendifferenz der Kolbenflächen 33.3, 33.4 des Stufenkolbens 33 wird der Stufenkolben 33 gegen das Federelement 34 gedrückt und gegen dessen Rückstellkraft bewegt. Die Bewegung des Stufenkolbens 33 bewirkt ein Verschließen des Ventils 35.
Durch das Kräftegleichgewicht beidseits des Stufenkolbens 33 ergibt sich trotz geringen Betätigungsdruckes im Raum 60 ein hoher Bremssatteldruck im Raum 61 zur Anlage der Kolben 38, 39 an die Bremsbeläge 53, 54.
Die Bremsanlage arbeitet in dieser Phase mit einem großen Verstärkungsfaktor.
Die Bremszange 30 mit integriertem Stufenkolben 30 kann daher als Bremszange 30 mit integriertem Bremskraftverstärker bezeichnet werden.
Die erfindungsgemäße Bremsanlage mit integriertem Bremskraftverstärker besitzt verschiedene Vorteile gegenüber handelsüblichen Scheibenbremsanlagen, die im folgenden erläutert werden.
Die Abdichtung der Kolben 38, 39 erfolgt durch Kolbendichtringe 51, 52 in einer profilierten Gehäusenut. Sie erzeugt nach dem Bremsvorgang ein Zurückziehen der Kolben 38, 39.
Da die erfindungsgemäße Bremsanlage zunächst mit geringem Verstärkungsfaktor arbeitet, können die Kolben 38, 39 größere Abstände von der ungebremsten Ausgangsposition bis zur Anlage der Bremsbeläge 53, 54 an der Bremsscheibe 55 überbrücken.
Daher ist mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage ein größeres Lüftspiel zu realisieren als mit handelsüblichen Scheibenbremsanlagen. Das geringe Lüftspiel an normalen Scheibenbremsanlagen führt zu unangenehmen Geräuschen durch Schleifen der Beläge 53, 54 an der Scheibe 55.
Mit der erfindungsgemäßen Bremsanlage ist es durch den Einsatz der Betätigungsvorrichtung 1, 1a und einer Bremszange 30 mit Bremskraftverstärker möglich, trotz kleiner Handkräfte große Bremskräfte zu erzielen.
Die Kolben 38, 39 sind im Gehäuse 31 angeordnet und dort durch einen Deckel 44 gehalten. Zwischen Deckel 44 und Gehäuse 31 ist ein O-Ring 45 vorgesehen.
An dem Gehäuse 31 sind zwei Befestigungsöffnungen 40, 41 vorgesehen, durch die Befestigungsmittel 42, 43 hindurchsteckbar sind. Hierdurch wird eine Postmount-Befestigungsanordnung realisiert. So ist es möglich, die Bremszange direkt an bestehende Fahrradrahmen oder Gabeln zu montieren.
Die Entlüftungsschraube 50 dient der Entlüftung des Systems. Auch andere Positionen und Arten der Entlüftung sind denkbar.
Damit die Bremsbeläge den Kolben 38, 39 folgen, sind die Kunststoffkolben mittig mit einem Magneten versehen.
Alternativ können die Beläge durch Federn oder Ähnliches zurückgedrückt werden. In der 5 sind weiterhin Dichtringe 57, ein Sicherungsstift 58 und eine Madenschraube 59 zu erkennen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4400641 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IS2000 [0027]

Claims

Betätigungsvorrichtung (1, 1a) für eine Bremszange (30), mit einem Betätigungselement (9) und einem Hydraulikzylinder (2, 2a) mit darin verlagerbarem Volumenverdrängungselement (3), wobei die Betätigungsvorrichtung (1) über eine Hydraulikleitung (56) mit der Bremszange (30) verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (9) um die Längsachse des Hydraulikzylinders (2, 2a) drehbar angeordnet ist und eine Übersetzungsanordnung vorgesehen ist, die eine Drehbewegung des Betätigungselements (9) in eine Axialbewegung des Volumenverdrängungselements (3) wandelt.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzungsanordnung ein Steilgewindeteil (10) aufweist, das mit einem entsprechenden Gewinde des Hydraulikzylinders (2, 2a) oder einer ein entsprechendes Gewinde (11) aufweisenden, am Hydraulikzylinder (2) angeordneten Buchse (4, 4a) zusammenwirkt und an dem Volumenverdrängungselement (3) anliegt.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steilgewindeteil (10) drehfest mit dem Betätigungselement (9) gekoppelt ist und axial relativ zum Betätigungselement (9) bewegbar ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Einstellmittel (12) zur Einstellung des Ansprechverhaltens der Bremszange (30) vorgesehen sind.
Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein in unterschiedlichen Positionen festlegbares Einstellrad auf der dem Hydraulikzylinder (2, 2a) abgewandten Seite des Betätigungselements (9) vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Volumenverdrängungselement (3) über ein Federelement (15) an einem Zylinderende (13) abstützt.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kugelkopf (16) an einem Zylinderende (13) im Bereich des Übergangs in eine Hydraulikleitung oder ein gerader oder winkliger, insbesondere 90°-Leitungsabgang, vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Befestigungsanordnung (20) zur Befestigung der Betätigungsvorrichtung (1, 1a) an einem Lenker vorgesehen ist.
Betätigungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungsvorrichtung (1, 1a) mit einer Schalteinrichtung zur Änderung des Übersetzungsverhältnisses insbesondere einer Ketten- oder Nabenschaltung kombiniert ist.
Bremsanlage mit einer Betätigungsvorrichtung (1, 1a) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer mit der Betätigungsvorrichtung (1, 1a) über eine Hydraulikleitung verbundenen Bremszange (30), wobei ein Bremskraftverstärker vorgesehen ist.
Bremsanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremszange die ein Gehäuse (31) mit einem Zylinderraum (32) aufweist, in dem ein Stufenkolben (33) angeordnet ist.
Bremsanlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ankopplung der Hydraulikleitung (56) an der Bremszange (30) ein Ankoppelelement (36) vorgesehen ist, das in das Gehäuse (31) integriert ist und an dem Gehäuse drehbar angeordnet ist.
Bremsanlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in das Gehäuse (31) eine Postmount-Befestigungsanordnung integriert ist.