DE69017168T2

DE69017168T2 - Fahrradbremssteuervorrichtung.

Info

Publication number: DE69017168T2
Application number: DE69017168T
Authority: DE
Inventors: Masashi Nagano
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1989-12-26
Filing date: 1990-12-26
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2010-12-27
Also published as: US5979266A; EP0435248B1; EP0435248A3; EP0435248A2; DE69017168D1

Description

ALLGEMEINES ZUR ERFINDUNG

1. TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

2. EINSCHLÄGIGER STAND DER TECHNIK

Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der EP-PS A-0 389 951 (WO 87/05576) und aus der FR-PS B-863 609 bekannt, wobei die EP- PS A-0 389 931 aufgrund des Artikels 64(3) EPÜ zum Stand der Technik gehört.
Bei einer typischen Bremsbetätigungsvorrichtung der herkömmlichen Art stützt. sich der Betätigungshebel verschwenkbar auf einem Bügel ab, während das Schaltseil in ein am Ansatzende des Betätigungshebels ausgebildetes Loch eingepaßt ist. Dementsprechend wird der Verbindungsabschnitt des Schaltseils bezüglich des Hebels gegenüber dem Drehpunkt des Betätigungshebels in fixierter Position gehalten (vgl. z.B. veröffentlichtes JP-GM Nr. JP-42-57- 9193).
Zum vollen Verständnis der vorliegenden Erfindung sind hier eine Definition und Erläuterung einiger wesentlicher Gedanken hilfreich, auf denen die Erfindung aufbaut.
Zunächst wird hier ein Seilkraftverhältnis als das Verhältnis definiert, das man durch Dividieren einer Abtriebskraft des Seils entlang desselben in Verbindung mit der Aufwendung einer Antriebskrafteinheit an einer bestimmten Position des Schaltseils durch diese Antriebskrafteinheit erhält.
Zum zweiten wird unter Berücksichtigung der Möglichkeit, daß die auf den Hebel einwirkende Antriebskraft im wesentlichen gleich dem Betrag der auf as Seil übertragenen Arbeit ist, hier ein Seilbewegungsverhältnis als das Verhältnis definiert, das sich umgekehrt proportional zum vorstehend genannten Kraftübertragungsverhältnis verändert. Mit anderen Worten erhält man dieses Seilbewegungsverhältnis durch Dividieren eines Betrags der Hebelbewegung in Verbindung mit einer Einheit des Hebelbetätigungsbetrags an einer bestimmten Position desselben durch den Einheitsbetrag der Hebelbetätigung. Dieses Seilbewegungsverhältnis und das Kraftübertragungsverhältnis werden durch den Aufbau der Bremsbetätigungsvorrichtung als solcher vorgegeben und unterliegen nicht dem direkten Einfluß durch das Elastizitätsmodul der Bremsbacke und/ - oder des Seils.
Während eines anfänglichen Hebelhubs hat nun dieses Kraftübertragungsverhältnis einen vergleichsweise kleinen Wert, auch wenn auf den Hebel eine erheblich große Antriebskrafteinheit einwirkt. Dies bedeutet, daß auch bei Zugeinwirkung auf den Betätigungshebel mit erheblicher manueller Kraft die Seilabtriebskraft vergleichsweise klein bleibt und damit nicht in der Lage ist, die Bremsbacken in ausreichend wirksamen Druckkontakt mit der Radfelge eines Fahrrades zu bringen. Wenn andererseits im anschließenden Hubabschnitt eine Antriebskraft mit gleichem Betrag einwirkt, ist die Seilabtriebskraft zu groß und stellt damit den Druckkontakt zwischen den Bremsbacken und der Felge zu rasch her.
In Verbindung mit diesem Problem bleibt nun bei der herkömmlichen Vorrichtung allerdings der Abstand zwischen dem Drehpunkt des Betätigungshebels und dem Verbindungsabschnitt des Kabels während des gesamten Betätigungshubs des Hebels unverändert; mit anderen Worten bleibt unabhängig von der Hebelstellung, auf die die Antriebskraft einwirkt, das Kraftübertragungsverhältnis unverändert. Außerdem ist bei der herkömmlichen Bauweise das Seil so mit dem Hebel verbunden, daß innerhalb des begrenzten Gesamthubs des Betätigungshebels das Kraftübertragungsverhältnis während des Bremshubs des Hebels, bei dem der Kontakt zwischen den Bremsbacken und der Felge hergesteft wird, den kleinstmöglichen Wert beszt. Deshalb ist es unmöglich, das Kraftübertragungsverhältnis während des Bremshubs des Hebels auf einem relativ hohen Wert zu hälten. Kurz gesagt, ist sogar ein relativ großer Betrag der Hebelbewegung häufig nicht ausreichend, um eine ausreichende Bremskraft herbeizuführen. Da außerdem auch ein kleiner Betrag der Hebelbewegung zu einem großen Betrag der Bremsschuhbewegung führt, war es bisher sehr schwierig, eine gute Bremswirkung zu erzielen.
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Bremsbetätigungsvorrichtung zu schaffen, mit der sich auch bei einer kleinen Antriebskraft eine starke Bremskraft erzielen läßt und mit der es leicht möglich ist, eine gute Bremswirkung herbeizuführen.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorstehend genannte Aufgabe wird mit einer Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs durch die Merkmale in dessen Kennzeichen gelöst.
Mit diesen kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung wird das Kraftübertragungsverhältnis so bestimmt, daß es an einer Position über den gesamten Hebelhub, die zwischen einem Hubanfangsende und einem Hubabschlußende einen größtmöglichen Wert besitzt; und diese dem größtmöglichen Wert entsprechende Position wird im Anschluß an einen Spielhub auf der Seite des Anfangsendes dann auf der Seite des Abschlußendes eingestellt, während die dem größtmöglichen Wert entsprechende Position sich auf der Seite des Anfangsendes vor einem Gielthub auf der Seite des Abschlußendes befindet. Dementsprechend ist dieser Aufbau sogar noch wirksamer bei der Verhinderung eines Unfalls durch Rutschen als die Konstruktion mit den eingangs beschriebenen Merkmalen.
Entsprechend diesen erfindungsgemäßen Merkmalen wird zusätzlich zu den als zweites vorstehend genannten Merkmalen das Kraftübertragungsverhältnis so bestimmt, daß ein Mittelwert desselben während eines Bremshubs größer ist als dessen weitere jeweilige Mittelwerte während des Spielhubs und des Gleithubs.
Weitere Merkmale sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Entsprechend der vorstehenden ausführlichen Beschreibung wird durch die vorliegende Erfindung das angestrebte Ziel voll erreicht, eine verbesserte Bremsbetätigungsvorrichtung zu schaffen, die auch bei kleiner Antriebskraft eine starke Bremskraft aufbringen kann, und mit der es leicht möglich ist, eine gute Bremswirkung zu erzielen. Außerdem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auch insofern vorteilhaft, als sie gefährliche Rutschunfälle infolge eines Verklemmens der Bremsbacken und der Radfelge verhindert. Darüberhinaus hat der Benutzer durch die wirksame Ausnutzung der manuellen Hebelbetätigungskraft die Möglichkeit, die Bremse bei geringerer Ermüdung unter schweren Fahrbedingungen zu betätigen, unter denen sehr häufig starke und wirksame Bremsmanöver erforderlich sind. Infolgedessen bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung dem Benutzer eine erhöhte Sicherheit.
Weitere und andere Ziele, Merkmale und Wirkungen der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlicheren Beschreibung ihrer Ausführungsbeispiele anhand der beiliegenden Zeichnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

In der beiliegenden Zeichnung ist in Fig. 1 bis 6 ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung dargestellt, wobei
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Vorrichtung zeigt,
Fig. 2 eine graphische Darstellung eines Kraftübertragungsverhältnises ist,
Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Seilbewegungsverhältnises ist,
Fig. 4 ein Prinzipschema zeigt,
Fig. 5 eine auseinandergezogene Ansicht mit der Darstellung eines Bügelkörpers und einer Seilverbindugseinrichtung ist,
Fig. 6 eine Seitenansicht mit der Darstellung des Bügelkörpers ist,
Fig. 7 eine Draufsicht auf den Bügelkörper allein zeigt, und
Fig. 8 eine Schnittansicht entlang einer Linie 8-8 in Fig. 1 ist;
die weiteren Figuren 9 bis 11 zeigen andere Ausführungsbeispiele der Erfindung, und zwar sind in
Fig. 9 und 10 größere Bereiche in der Nähe einer Hebelwelle, und in
Fig. 11 eine graphische Darstellung eines Kraftübertragungsverhältnises
dargestellt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Nachfelgend werden nun bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung insbesondere anhand der beiliegenden Zeichnung beschrieben.
Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 bis 8 dargestellt.
Gemäß Fig. 1, 7 und 8 weist eine Bremsbetätigungsvorrichtung 1 bei diesem Ausführungsbeispiel einen Bügel 2 auf, der zur Anbringung nahe eines Griffes G eines Fahrradlenkers H vorgesehen ist, sowie einen Betätigungshebel 4, der verschwenkbar über eine Hebelwelle 3 auf dem Bügel 2 abgestützt ist. Auf der Hebelwelle 3 ist eine Hebelfeder 3a so aufgepaßt, daß sie diesen umgreift und daß ihre Federbeine gegen den Bügel 2 bzw. den Hebel 4 anliegen, um so den Betätigungshebel 4 in seine Ausgangsstellung, d.h. die Hubanfangsstellung, zu spannen. Der Bügel 2 weist einen Bügelkörper 5 auf, der einen rechteckförmigen Querschnitt besitzt und den Hebel und ein Befestigungstell 6 zur Befestigung des Bügelkörpers 5 auf der Lenkstange H abstützt. Dieser Bügel 2 ist vollständig mit Kunststoff beschichtet. Eine Seilkonstrüktion W ist dabei zur wirksamen Verbindung mit dieser Bremsbetätigungsvorrichtung vorgesehen, um die Bremskraft von dieser Vorrichtung auf Bremsbacken zu übertragen, die nahe einer Radfelge des Fahrrads angeordnet sind; diese Seilkonstruktion weist ein als Bremsbetätigungsseil wirkendes innenliegendes Seilelement I und ein das innenliegende Seilement I umschließendes äußeres schlauchförmiges Muffenteil O auf. Für den Anschluß dieser Seilkonstruktion W weist der Bügelkörper 5 an einer Position rechts oben ein Aufnahmeteil 7 zur Aufnahme des Muffenteils O auf, während ein freiliegendes Stück des innenliegenden Seilelements I gegenüber diesem äußeren Muffenteil O eingestellt wird. Dementsprechend führt bei Zug auf das innenllegende Seilelement I dieses gegenüber dem feststehenden äußeren Muffenteil O eine relative Bewegung aus. Mit anderen Worten bremst die Bremsbetätigungsvorrichtung unter Zugwirkung ab, d.h. das innenliegende Seilelement I bewegt sich gegenüber dem Muffenteil O in Verbindung mit einer manuellen Betätigung des Betätigungshebels 4 durch den Benutzer. Durch diese Betätigung der Vorrichtung werden die Bremsbacken einer hier nicht dargestellten Bremsvorrichtung in wirksamen Druckkontakt mit der Radfelge gebracht, um so ein fanrendes Fahrrad abzubremsen.
Gemäß Fig. 1 ist am Betätigungshebel 4 an dessen Basisbereich eine durchgehende Öffnung 8 ausgebildet, durch welche die Hebelwelle 3 eingeführt wird. Der Betätigungshebel 4 weist des weiteren einen Betätigungsabschnitt 9 mit einem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt in Längsrichtung auf, der sich bei Anbringung am Lenker H zum Griff P hin erstreckt, während er an seinem Basisbereich einen schmalen Abschnitt 10 aufweist, der bei Betätigung und damit Verschwenkung des Hebels 4 zur Herbeiführung einer Bremswirkung in den Innenraum des Bügelkörpers 5 einschiebbar und wieder aus diesem herausziehbar ist. Außerdem ist unter der durchgehenden Öffnung 8 ein Vorsprung 11 vorgesehen, der zum Einstein verwendet wird. Dieser Vorsprung 11 wird später noch im einzeinen erläutert.
Wie Fig. 1 ebenfalls zeigt, wird während eines kompletten Hubs des Betätigungshebels 4 ein Hubanfangsende S durch ein Anfangsende-Einstellelement 12 begrenzt, das am Bügelkörper 5 angebracht ist, während ein Hubabschlußende E entweder durch ein freiliegendes Stück des innenliegenden Seilelements I, dessen Länge durch das Aufnahmeteil 7 für die außenliegende Muffe eingestellt wird, oder durch Anlage gegen den Griff G begrenzt wird. Insbesondere bezogen auf die Einstellung des Hubanfangsendes S des Betätigungshebels 4 wird dieses Anfangsende S durch Anlage zwischen dem unterhalb der Hebelwelle innerhalb des Bügelkörpers 5 angeordneten Anfangsende-Einstellelement 12 und dem Einstellvorsprung 11 des Betätigungshebels begrenzt. Für diese Anlage zwischen dem Element 12 und dem Vorsprung 11 wird in den Bügelkörper 5 eine Einstellschraube 12a eingeschraubt, deren vorderes Ende 12b so angeordnet ist, daß es gegen den Einstellvorsprung 11 in Anlage gelangt. Des weiteren ist zur Begrenzung der Drehbewegung dieser Schraube 12a um diese Einstellschraube eine Wickelfeder aufgepaßt. Somit läßt sich durch Einstellung des Betrags der Drehbewegung der Einstellschraube 12a das Hubanfangsende S des Betätigungshebels 4 fein einstellen.
Gemäß Fig. 1 und 5 ist eine Nockeneinrichtung C mit einem Seilverbindungstell 13 vorgesehen, das als Abschnitt zur funktionsmäßigen Verbindung zwischen dem inneriiiegenden Seilsiement I und dem Betätigungshebel 4 fungiert, wobei ein länggessreckter Schlitz 14 als im Betätigungshebel 4 ausgebildete Fläche dient, die eine Bewegung gestattet, während in dem Bügelkörper 5 eine Nockenführungsnut 15 ausgebildet ist, die als Betätigungsfläche dient.
Fig. 1 und 5 zeigen des weiteren, daß das Seilverbindungsteil 13 ein Nachlaufteil 16 für den Gleitkontakt mit dem langgestreckten Schlitz 14 und der Nockenführungsnut 15 sowie eine Seilsicherung 17 zur Verbindung des innenliegenden Seilelements I mit dem Nachlaufteil 16 aufweist. Insbesondere weist das Nachlaufteil 16 eine Seilhakenwelle 16a aus metallischem Werkstoff auf, die abgestufte Enden (d.h. mit verringertem Durchmesser) besitzt, sowie ein Rohrteil 16b aus Kunststoff und ein Metallrohrteil 16c, die in der angegebenen Reihenfolge nacheinander auf das Mittelteil der Hakenwelle 16a aufgeschoben sind. Darüberhinaus sind auf die abgestuften Enden der Hakenwelle 16a Kunststoffrollen 16d aufgesetzt, die jeweils einen Flansch aufweisen. Alle genannten Teile 16b, 16c und 16d sind drehbar auf die Hakenwelle 16a aufgesetzt. Außerdem sind das Rohrteil 16b und die Rollen1 6d aus einem entsprechenden Kunststoff gebildet, der einen geringen Relbwiderstand und eine gute Abriebfestigkeit besitzt. Die Seilsicherung 17 besteht hauptsächlich aus einem Basisteil 17a mit schieberartig gebogener Form, das aus einem Brückentell und einem Paar über das Brückentell aneinander anschließender Seitenteile besteht. In der Nähe eines der äußeren Enden der Seitenteile ist ein Hakenloch 17b zum Einführen der Seilhakenwelle 16a ausgebildet. Nahe den anderen äußeren Enden der Seitenteile ist zum Einführen eines Nippels 11 an einem außenliegenden Ende des innenliegenden Seilelements I ein Nippelloch 17c ausgebildet, während im Anschluß an das Nippelloch 17c ein Einführschlitz 17d ausgebildet ist, der sich in das Brückenteil so erstreckt, daß ein seitliches Einführen des innenliegenden Seils I und ein Sichern des Nippels 11 daran möglich ist.
Wie Fig. 5 und 8 zeigen, ist die Nockenführungsnut 15 in den sich gegenüberliegenden seitlichen Teilen des Bügelkörpers 5 ausgebildet. Auf die Ausformung dieser Nockenführungsnut 15 wird im einzelnen später eingegangen. Der langgestreckte Schlitz 14 ist am schmalen Abschnitt des Betätigungshebels 4 so ausgebildet, daß sich der Schlitz 14 in Längsrichtung radial um die Hebelwelle 3 erstreckt. Außerdem ist das Metallrohrteil 16c des Nachlaufteils 16 in diesen länggestreckten Schlitz 14 eingepaßt, während die Kunststoffrolle 16d in die Nockenführungsnut 15 eingesetzt ist. Darüberhinaus sind die Seitenteile des Basisteils 17a der Seilsicherung 17 seitlich quer zum langgestreckten Schlitz 14 angeordnet, während die Seilhakenwelle 16a in das Hakenloch 17b so eingesetzt ist, daß die Kabelsicherung 17 mit dem Nachlaufteil 16 funktionsmäßig verbunden ist. Bei Betätigung wird der Betätigungshebel 4 durch den Benutzer von Hand betätigt und dabei verschwenkt, wobei das Seilverbindungsteil 13 so geschwenkt wird, daß das Nachlaufteil 16 zur Hebelwelle 3 hin und von dieser weg bewegt wird. Durch Anlage zwischen den sich gegenüberliegenden Flanschen der Kunststsfrollen 16d gegen die Seitenkanten der Nockenführungsnut 15 wird im übrigen die Bewegung dieser Kunststoffrollen 16d entlang der Hebelwelle 3 wirksam begrenzt. In diesem Zustand verhindern außerdem die auf die sich gegenüberliegenden abgestuften Enden der Seilhakenwelle 16e aufgesetzten Rollen 16d wirksam ein unbeabsichtigtes Herausfallen dieser Welle 16a.
Bei dem vorstehend im einzelnen dargestellten Aufbau wird, wie Fig. 4 dies zeigt, ein auf den Hebel 4 bei Aufbringung einer manuellen Kraft auf eine bestimmte Hebelposition einwirkendes Moment auf das Seilverbindungsteil 13 übertragen. Dann läßt sich dieses auf den Betätigungshebel 4 einwirkende Moment als Produkt aus einer auf eine bestimmte Position auf dem Hebel einwirkenden Antriebskraft und einer Länge L eines Antriebsarmes erhalten, der durch eine von der Hebelwelle 3 auf eine Verlängerung der Linie der Antriebskraft gezogene Senkrechte definiert wird. Auch wenn die Größe und Richtung dieser Antriebskraft P sich je nach Betätigung des Betätigungshebels 4 verändert, ist der Betrag dieser Veränderung vernachlässigbar gering. Deshalb kann die Länge L des Antriebsarmes als während des gesamten Hubs des Hebels 4 im wesentlichen konstant betrachtet werden, unabhängig von der Betriebsstellung des Hebels 4. Andererseits erhält man das auf das Seilverbindungsteil 13 einwirkende Moment als Produkt aus einer Abtriebskraft Q, die entlang der Längsrichtung des innenliegenden Seilelements I wirksam ist, in Verbindung mit der Antriebskraft P des Betätigungshebels 4, und einer Länge M eines Abtriebsarmes, der durch eine von der Hebelwelle 3 auf eine Verlängerung der Linie der Abtriebskraft gezogene Senkrechte definiert wird. Da das auf den Betätigungshebel 4 einwirkende Moment und das auf das Seilverbindungstell 13 einwirkende Moment größenmäßig im wesentlichen gleich sind, erhält man nun die folgenden Beziehungen:
P x L = Q x M (a)
Q = (P x L) / M (b)
Dies bedeutet, daß es möglich ist, durch Veränderung der Länge M des Abtriebsarmes die Abtriebskraft Q einstellbar zu verändern.
Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Nockenführungsnut 15 auf der der gegenüberliegenden Seite der Hebelwelle 3 zuwandten Seite so gebogen, daß das Seilverbindungstell 13 so nah wie möglich an der Hebelwelle 3 positioniert wird, damit an einer Position zwischen dem Hubanfangsende und dem Hubabschlußende und auf der Seite des Abschlußendes im Anschluß an den Spielhub auf der Seite des Anfangsendes die Länge M des Abtriebskraftarmes kurz wird.
Anhand von Fig. 4 werden nachfolgend nun die Beziehungen zwischen dem Wert Q der Abtriebskraft des innenliegenden Seilelements I, dem Kraftübertragungsverhältnis PR und dem Seilbewegungsverhältnis MR im einzelnen erläutert.
Bei Annahme einer kleinen Bewegungsstrecke des Betätigungsabschnitts 9, die durch eine auf den Betätigungshebel 4 an der bestimmten Position einwirkende Antriebskrafteinheit P herbeigeführt wird und hier dδp beträgt, und einer kleinen Bewegungsstrecke des innenliegenden Seilelements I, die durch dieselbe Antriebskrafteinheit P herbeigeführt wird und dδq beträgt, erhält man gemäß dem Momenterhaltungssatz:
P x dδp = Q x dδq (c).
Die obige Gleichung (c) läßt sich auch wie folgt in Form der Gleichung (d) umschreiben:
P/Q = dδq / dδp = (MR) (d)
Unter der Annahme, daß der Wert der Antriebskraft P des auf den Betätigungshebel 4 einwirkenden Moments im wesentlichen konstant sei, verändert sich das Seilbewegungsverhältnis MR umgekehrt proportional zum Wert der Abtriebskraft Q.
Außerdem läßt sich die vorstehende Gleichung (d) auch in Form der folgenden Gleichung (e) umschreiben:
(PR) = 1/(MR) (e)
Damit verändert sich das Kraftübertragungsverhältnis PR umgekehrt proportional zum Seilbewegungsverhältnis MR.
Als nächstes wird nun anhand der Fig. 2 und 3, die die Veränderungen des Kraftübertragungsverhältnises PR und des Seilbewegungsverhältnises MR in Beziehung zueinander graphisch darstellen, die Form der Nockenführungsnut 15 im einzelnen erläutert.
In Fig. 2 repräsentiert eine Funktionskurve f1 die Veränderung des Kraftübertragungsverhältnises PR bezüglich der Veränderung im Berrag der Bewegung des innenliegenden Seilelements I, die durch die X-Achse repräsentiert wird. In Fig. 3 repräsentiert eine Funktionskurve f2 die Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses MR, bezogen auf eine Veränderung des Betrags der Betätigung des Betätigungshebels 4, der durch die X-Achse repräsentiert wird. In diesen Graphiken besteht der Gesamthub des Betätigungshebels 4 aus drei aneinander anschließenden Bereichen zwischen dem Hubanfangsende (s) und dem Hubabschlußende (e), d.h. der Spielhub S1 vor dem wirksamen Kontakt der Bremsbacken mit der Radfelge des Fahrrads bis zu diesem Kontakt, der Bremshub S2, wahrend dessen die Bremsbacken die umlaufende Felge nach Kontakt abbremsen, und der Gleithub S3, während welchem die Bremsbacken und die Radfelge miteinander verblockt sind und dabei ein Gleiten bzw. Rutschen des Rades des Fahrrads auf dem Untergrund herbeiführen. Außerdem ist neben dem Bremshub am Hubanfangsende ein Übergangshub S4 im Anschluß an den Spielhub S1 vorgesehen. Bei diesem Übergangshub S4 wird ein mechanisches Spiel, das in der gesamten Bremsahlage des Fahrrads vorhanden ist, ausgeglichen. Mit anderen Worten erfelgt die Herbeiführung der Bremswirkung auf der Seite des Hubabschlußendes nach diesem Übergangshub S4.
Beim Aufbau des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist nun die Nockenführungsnut 15, die dem Bremshub S2 entspricht, neben der Hebelwelle 3 so positioniert (vgl. Fig. 6), daß das Kraftübertragungsverhältnis PR innerhalb des Bremshubs S2 und auf der Seite des Hubabschlußendes (e) jenseits des Übergangshubs S4 seinen größtmöglichen Wert MAX besitzt, wie Fig. 2 dies zeigt. Damit besitzt, wie in Fig. 3 dargestellt, das Seilbewegungsverhältnis MR, das sich umgekehrt proportional zum Kraftübertragungsverhältnis PR verändert, innerhalb des Bremshubs S2 und auf der Seite des Hubabschlußendes (e) jenseits des Übergangshubs S4 seinen kleinstmöglichen Wert MIN. Dementsprechend kann während des Bremshubs S2 wegen des hohen Wertes des Kraftübertragungsverhältnises PR auch bei Einwirkung einer vergleichsweise geringen Antriebskraft auf den Betätigungshebel 4 das Fahrrad immer noch mit ausreichend großer Kraft abgebremst werden. Außerdem bewegt sich während dieses Bremshubs S2 wegen des kleinen Wertes des Seilbewegungsverhältnises MR das innenliegende Seiielement I auch dann nur um einen relativ kleinen Betrag, wenn der Hebel 4 um einen großen Betrag bewegt wird. Somit wird der effektive Kontakt zwischen den Bremsbacken und der Felge relativ allmählich hergestellt, wodurch es möglich ist, die Bremskraft fein einzustellen.
Während des Spielhubs S1 ist dagegen die dem Spielhub S1 entsprechende Nockenführungsnut 15 weit von der Hebelwelle 3 weg positioniert (vgl. Fig. 6), so daß das Kraftübertragungsverhältnis PR während dieses Spielhubs S1 einen kleinen Wert besitzt. Damit hat auch, wie Fig. 3 dies zeigt, das Seilbewegungsverhältnis MR einen kleinen Wert. Somit kann auch dann, wenn zwischen den Bremsbacken und der Felge deutlich ein freier Raum vorhanden ist, schon ein kleiner Betrag der Betätigung des Betätigungshebels rasch den Kontakt zwischen Bremsbacken und Felge herstellen und damit eine rasche Abbremsung ermöglichen.
Auch während des Gletthubs S3 ist außerdem die diesem Gleithub S3 entsprechende Nockenführungsnut 15 im Abstand von der Hebelwelle 3 positioniert (vgl. Fig. 6), so daß das Kraftübertragungsverhältnis PR auch während dieses Gleithubs S3 einen kleinen Wert besitzt. Dementsprechend wird während dieses Gleithubs S3 die auf den Betätigungshebel 4 einwirkende Betätigungskraft auf das innenliegende Seilelement I mit geringerer Wirksamkeit übertragen, wodurch ein Rutsch- bzw. Gleitphänomen verhindert wird, das auftritt, wenn zu stark am Hebel gezogen wird. Darüberhinaus empfindet der Radfahrer diese Verringerung des Kraftübertragungsverhältnises vom Bremshub S2 bis zum Glclthub S3 in der Weise, daß sich der Hebel plötzlich schwerer bewegen läßt. Infolgedessen kann der Radfahrer auf die Rutschgefahr schon im voraus aufmerksam gemacht werden. Gemäß der vorstehend beschriebenen Anordnung wird außerdem der größte Teil des gesamten Hubs des Betätigungshebels 4 als Bremshub S2 genutzt. Damit wird die Feineinstellung der Bremskraft noch vereinfacht.
Wie die Funktionskurven f1 und f2 in Fig. 2 und 3 vielleicht zeigen, ist der Durchschnittswert des Kraftübertragungsverhältnisses PR während des Bremshubs ausreichend größer als dessen Durchschnittswerte während des Spielhubs und des Gleithubs. Dementsprechend lassen sich die vorstehend beschriebenen Funktionen und Wirkungen in vollem Umfang erzielen.
Abgesehen davon stellt eine weitere Funktionskurve g1 in Fig. 2 eine Veränderung des Kraftübertragungsverhältnises PR bei der herkömmlichen Vorrichtung bezüglich einer Veränderung des Betrags der Bewegung des innenliegenden Seilelements I dar, der auf der X-Achse aufgetragen ist. In gleicher Weise zeigt eine weitere Funktionskurve g2 in Fig. 2 eine Veränderung des Seilbewegungsverhältnises MR bei einer herkömmlichen Vorrichtung in Abhängigkeit von der Veränderung des Betrags der Betätigung des Betätigungshebels 4. Das Bezugszeichen S2' gibt dabei einen Bremshub bei der bekannten Konstruktion an. Gemäß der Zeichnung ist der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielte Bremshub S2 größer als der Bremshub S2' bei der herkömmlichen Konstruktion. Während dieses Bremshubs S2 ist außerdem das Kraftübertragungsverhältnis PR bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung größer als beim Stand der Technik, wodurch auch eine kleine Betätigungskraft zu einer starken Bremswirkung führen kann.
Die Bremsbetätigungsvorrichtung gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wurde für den Einsatz bei einem flachen Lenker konzipiert, wie er häufig bei sogenannten Geländerädern verwendet wird. Doch kann die vorliegende Erfindung auch in Form einer Vorrichtung ausgeführt werden, die für jede andere Lenkerform ausgelegt ist, beispielsweise für Rennlenker.
Im felgenden werden nun einige weitere erfindungsgemäße Ausführungsbeispiele speziell beschrieben.
Bei dem vorstehend erläuterten Ausführungsbeispiel umfaßt die Mechanik C zur Einstellung des Kraftübertragungsverhältnisses die Nockeneinrichtung. Stattdessen kann diese Mechanik C auch jede andere Form aufweisen, die nachstehend beschrieben wird.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 9 sind die gleichen Elemente wie beim ersten Ausführungsbeispiel mit denselben Bezugszeichen ausgewiesen. Zusätzlich bezeichnet das Bezugszeichen 20 ein Aufwickelteil, das in Verbindung mit einer Schwenkbewegung des Betätigungshebels 4 so um die Hebelwelle 3 drehbar ist, daß das innenliegende Seilelement I darauf aufgewickelt wird. Dieses Aufwickelteil 20 weist einen außenliegenden Umfangsbereich 21 und einen Sicherungsabschnitt 22 auf, der an einem Teil des Umfangsbereichs 21 vorgesehen ist und den Seilnippel 11 sichert. Bei Betätigung in Verbindung mit einer Zug-Schwenkbewegung des Betätigungshebels 4 wickelt sich um den Umfangsbereich 21 des Aufwickelteils 20 das innenliegende Seilelement I auf, wodurch auf letzteres eine Zugwirkung ausgeübt wird. Während dieses Aufwikkelvorgangs verändert sich der Abstand zwischen der Hebelwelle 3 und dem außenliegenden Umfangsbereich 21 entsprechend der Hebelstellung, und damit verändert sich die Länge M des Seilmomentarmes und infolgedessen wird das Kraftübertragungsverhältnis PR eingestellt.
Im folgenden wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 10 ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben. Bei der alternativen Konstruktion dieses Ausführungsbeispieles ist auf einer Seite des Basisteils des Betätigungshebels 4 eine Welle 22 vorgesehen, um welche ein Seilsicherungsteil 23 lose aufgesetzt ist. Außerdem ist am Bügelkörper 5 verschwenkbar eine mit dem innenliegenden Seilelement I in Berührung bringbare Kontaktrolle 24 vorn vorgesehen, und zwar vorn bezogen auf die Schwenkrichtung des Betätigungshebels 4, wenn an diesem gezogen wird. Bei Betätigung, wobei am Betätigungshebel 4 gezogen wird, kommt das innenliegende Seilelement I näher an die Hebelwelle 3 heran und damit verkürzt sich die Länge M des Abtriebsarmes allmählich. Danach kommt bei weiterer Zugwirkung auf den Hebel 4 das innenliegende Seielement I mit der Kontaktrolle 24 in Berührung und kehrt damit die Richtung der Abtriebskraft Q des Seilmoments um, wodurch sich die Länge M des Abtriebsarmes wieder vergrößert. Auf diese Weise läßt sich bei dieser Konstruktion das Kraftübertragungsverhältnis PR einstellen.
Nachfolgend werden nun einige andere modifizierte Bauformen im einzelnen beschrieben.
(A) Bei den vorstehend erläuterten Ausführungsbeispielen erfolgt die Einstellung des Krafübertragungsverhältnises PR durch Veränderung der Länge M des Abtriebsarmes. Stattdessen ist die Einstellung auch durch Veränderung der Länge L des Antriebsarmes oder durch Veränderung beider Armlängen M und L möglich. Beispielsweise ist die Konstruktion einer Vierfach-Gelenkmechanik vorstellbar, wobei der Betätigungshebel 4 mittels eines Paares von Verbindungselementen verschwenkbar am Bügelkörper 5 angebracht ist. Wird nun der jeweilige Abstand zwischen jeweils zwei Gelenkpunkten bei dieser Mechanik entsprechend eingestellt, so kann die Länge L des Antriebsarmes verändert werden, um das Kraftübertragungsverhältnis PR auf einen jeweils gewünschten Wert einzustellen.
(B) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die am Betätigungshebel 4 geleistete Arbeit direkt auf das innenliegende Seilelement I übertragen. Stattdessen ist es auch denkbar, daß die Arbeit auch indirekt auf das Seil I übertragen wird. Beispielsweise ist es möglich, zwischen den Betätigungshebel 4 und den Bügelkörper 5 eine gewickelte Druckfeder einzusetzen, die in Verbindung mit einer Zugwirkung zum Verschwenken des Betätigungshebels 4 so verschwenkbar ist, daß während des Spielhubs S1 diese Druckfeder so zusammengedrückt wird, daß die geleistete Arbeit sozusagen gespeichert und damit das Kraftübertragungsverhältnis PR vermindert wird, während des Bremshubs S2 die Feder aus dem komprimierten Zustand freigegeben wird und damit die so gespeicherte Kraft freigesetet und infolgedessen das Kraftübertragungsverhältnis PR erhöht wird. Außerdem ist es bei entsprechender Einstellung der Mittelachse dieser Druckfeder entsprechend dem Betrag der Schwenkbewegung des Betätigungshebels 4 möglich, das Kraftübertragungsverhältnis PR während des Gleithubs S3 nochmals zu verringern. Deshalb kann auch bei dieser modifizierten Konstruktion das Kraftübertragungsverhältnis PR auf einen gewünschten Wert verändert werden.
(C) Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der größtmögliche Wert MAX des Kraftübertragungsverhältnises PR durch einen Punkt auf der Funktionskurve f1 angegeben. Dies ist jedoch in der Weise zu verstehen, daß gemäß der Darstellung durch eine weitere Funktionskurve f3 in Fig. 11 dieser größtmögliche Wert MAX ein Segment mit einer bestimmten Breite, statt eines Punktes, sein kann. In gleicher Weise kann es sich auch bei dem kleinstmöglichen Wert des Kraftübertragungsverhältnises PR um ein Segment handeln. Diese Funktionskurve f3 gemäß Fig. 11 zeigt in der Tat die Charakteritik, die am besten geeignet ist, um die Wirkungen zu erzielen, durch die sich die vorliegende Erfindung unterscheidet. Es ist auch denkbar, diese Konstruktion noch weiter in der Weise zu verändern, daß das Kraftübertragungsverhältnis PR nahe der Grenze zwischen dem Bremshub S2 und dem Gleithub S3 auffällig stark abrupt abnimmt. Diese Veränderung ist insofern vorteilhaft, als der Radfahrer auf die Rutschgefahr aufmerksam gemacht wird, da er einen plötzlichen Anstieg des mechanischen Widerstands gegen die von ihm beim Ziehen am Hebel 4 aufgebrachte Kraft spürt. Daneben kann auch die Funktionskurve f3 so gestältet sein, daß dabei, wie dies in der Zeichnung punktiert angegeben ist, der größtmögliche Wert MAX u.U. auf der Seite des Hubabschlußendes (e) jenseits des Übergangshubs S4 liegt.
(D) Bei dem vorstehenden Ausführungsbeispiel ist die Fläche, die eine Bewegung zuläßt, als langgestreckter Schlitz 14 ausgeführt, während die Nockenfläche in Form der Nockenführungsnut 15 ausgelegt ist und das Nachlaufteil 16 in diesen Schlitz und in die Nut eingesetzt ist. Auch bei dieser Konstruktion sind verschiedene Modifizierungen denkbar. Beispielsweise könnte es möglich sein, ein Paar Vorsprünge jeweils mit der die Bewegung zulassenden Fläche und mit der Nockenfläche in der Weise vorzusehen, daß das Nachlaufteil in Gleitkontakt mit den Vorsprüngen gelangt.
(E) Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen weist die Seilkonstruktion W das außenliegende Muffenteil O und das innenliegende Seilelement I auf. Stattdessen ist es auch denkbar, daß nur das innenliegende Seil I allein verwendet wird und dabei das außenliegende Muffenteil O entfällt.

Claims

1. Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder, welche einen funktionsmäßig mit einem Schaltseil (I) zum Ausüben einer Zugkraft auf das Seil (I) verbundenen Betätigungshebel (4) aufweist, sowie eine Mechanik (C) zur Einstellung des Kraftübertragungsverhältnisses, welche in Verbindung mit einer Betätigung des Betätigungshebels (4) ein Kraftübertragungsverhältnis (PR) einstellt, wobei das Kraftübertragungsverhältnis (PR) als Verhältnis definiert ist, das durch Dividieren einer Abtriebskraft (Q) vom Seil (I) in Verbindung mit der Beaufschlagung mit einer Antriebskrafteinheit (P) an einer bestimmten Hebelposition des Betätigungshebels (4) erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß

das Kraftübertragungsverhältnis (PR) so bestimmt ist, daß es an einer Position während eines vollen Hubs des Hebels (4) zwischen einem Hubanfangsende (s) und einem Hubabschlußende (e) einen größtmöglichen Wert (MAX) besitzt, welcher nach einem Spielhub (S1) auf Seite des Anfangsendes (s) auf der Seite des Abschlußendes (e) vorliegt.

2. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die dem größtmöglichen Wert (MAX) entsprechende Position auf der Seite des Hubabschlußendes (E) jenseits eines an den Spielhub (S1) anschließenden Übergangshubs (S4) eingestellt ist, wobei das in einer Bremsanlage vorhandene mechanische Spiel während des Übergangshubs (S4) ausgeglichen wird.

3. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß

das Schaltseil (I) so mit dem Betätigungshebel (4) verbunden ist, daß in Verbindung mit der Betätigung des Hebels (4) ein auf den Betätigungshebel (4) an einer bestimmten Hebelposition einwirkendes Moment auf das Schaltseil (I) übertragen wird;

wobei die Mechanik (C) zur Einstellung des Kraftübertragungsverhältnises die Einstellung des Verhältnises (PR) dadurch herbeiführt, daß ein Verhältnis zwischen einer Armlänge (M) des auf das Seil (I) einwirkenden Moments und einer weiteren Armlänge (L) des auf den Hebel (4) einwirkenden Moments verändert wird.

4. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß

der Betätigungshebel (4) über eine Hebelwelle (3) verschwenkbar auf einem Bügel (2) gelagert ist;

daß das Schaltseil (1) über einen Seilverbindungsabschnitt (13) funktionsmäßig mit dem Hebel (4) verbunden ist;

und daß die Mechanik (C) zur Einstellung der Kraftübertragung eine Nockeneinrichtung (C) aufweist, die so ausgebildet ist, daß sie in Verbindung mit der Betätigung des Betätigungshebels (4) den Seilverbindungsabschnitt (13) näher an die Hebelwelle (3) heran- und von dieser wegbewegen kann;

wobei der Seilverbindungsabschnitt (13) bei der dem größtmöglichen Wert (MAX) des Kraftübertragungsverhältnises (PR) entsprechenden Hebelposition am engsten an die Hebelwelle (3) herangeführt ist.

5. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß

die Nockeneinrichtung (C) folgendes aufweist:

eine auf dem Betätigungshebel (4) ausgebildete Bewegungsauslösefläche (14), welche die relative Bewegung zwischen dem Seilanschlußbereich (13) und der Hebelwelle (3) gestattet, sowie

eine Nockenfläche (15), die in Verbindung mit der Bewegungsauslösefläche (14) auf dem Bügel (2) ausgebildet ist.

6. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem größtmöglichen Wert (MAX) entsprechende Position sich auf der Seite des Anfangsendes (s) vor einem Gleitchub (S3) auf der Seite des Abschlußendes (e) befindet.

7. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsverhältnis (PR) so festgelegt ist, daß sein Durchschnittswert während eines Bremshubs (52) größer ist als seine jeweiligen weiteren Durchschnittswerte während des Spielhubs (S1) und des Gleithubs (S3).

8. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem größtmöglichen Wert (MAX) entsprechende Position auf der Seite des Hubabschlußendes (e) jenseits eines an den Spielhub (S1) anschließenden Übergangshubs (S4) eingestellt ist, wobei das in einer Bremsanläge vorhandene mechanische Spiel während des Übergangshubs (S4) ausgeglichen wird.

9. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

das Schaltseil (1) so mit dem Betätigungshebel (4) verbunden ist, daß in Verbindung mit einer Betätigung des Hebels (4) ein auf den Betätigungshebel (4) einwirkendes Moment an einer bestimmten Hebelposition auf das Schaltseil (I) übertragen wird;

und daß die Mechanik (C) zur Einstellung des Kraftübertragungsverhältnisses die Einstellung des Verhältnises (PR) dadurch vornimmt, daß sie das Verhältnis zwischen einer Armlänge (M) des auf das Schaltseil (I) einwirkenden Moments und einer weiteren Armlänge (L) des auf den Hebel (4) einwirkenden Moments verändert.

10. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß

der Betätigungshebel (4) über eine Hebelwelle (3) verschwenkbar an einem Bügel (2) gelagert ist;

daß das Schaltseil (I) über einen Seilanschlußbereich (13) funktionsmäßig mit dem Hebel (4) verbunden ist;

und daß die Mechanik (C) zur Einstellung der Kraftübertragung eine Nockeneinrichtung (C) aufweist, die so ausgelegt ist, daß sie in Verbindung mit einer Betätigung des Betätigungshebels (4) den Seilahschlußbereich (13) näher an die Hebelwelle (3) heran- bzw. von dieser wegführt;

wobei der Seilanschlußbereich (13) bei der dem größtmöglichen Wert (MAX) des Kraftübertragungsverhältnises (PR) entsprechenden Hebelposition am engsten an die Hebelwelle (3) herangeführt ist.

11. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

die Nockeneinrichtung (C) folgendes aufweist:

eine Bewegungsauslösefläche (14), auf auf dem Betätigungshebel (4) dazu ausgebildet ist, die relative Bewegung zwischen dem Seilahschlußbereich (13) und der Hebelwelle (3) zu gestattet, und

eine Nockenfläche (15), auf dem Bügel (2) in Verbindung mit der Bewegungsauslösefläche (14) ausgebildet ist.