DE69302414T2

DE69302414T2 - Bremsstruktur für ein Fahrrad

Info

Publication number: DE69302414T2
Application number: DE1993602414
Authority: DE
Inventors: Masashi Izumi-Shi Osaka Nagano; Katsuyuki Sakai-Shi Osaka Ohta; Toshiyuki Sakai-Shi Osaka Ueda
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1992-02-14
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2013-02-13
Also published as: DE69302414D1; JP3421360B2; CN1046244C; CN1079700A; JPH05286475A; EP0555877A1; EP0555877B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für ein Fahrrad.
Eine Fahrradbremse besitzt Bremselemente, die durch einen Bremshebel betätigt werden können, um mit einer Radfelge in Kontakt zu treten. Wie in der japanischen Patentveröffentlichung Nr. 57- 26702 offenbart, umfassen die Bremselemente herkömmlicherweise eine Mischung aus einem Bindemittel, dessen Hauptkomponente aus polymerisiertem Gummi und aus metallischem Granulat besteht. Diese Bremselemente besitzen selbst bei Nässe eine ähnliche Breinswirkung wie bei Trockenheit.
Es ist eine sehr große Kraft erforderlich, um die Bremselemente gegen das Rad oder einen anderen abzubremsenden Gegenstand zu pressen. Bei der Erzeugung des erforderlichen hohen Drucks, z.B. im Fall eines Fahrrads, muß an sich schon eine erhöhte manuelle Betätigungskraft auf den Eremshebel aufgebracht werden. Bei herkömmlichen Ausführungen ist es schwierig, den hohen Druck für eine ausreichende Breinswirkung aufzubringen.
Die Veröffentlichung FR-A-2337833 beschreibt ein Material für Fahrradbremsen, das ein Metalloxid mit einem Gummi enthält. Auf diese Weise erhält man eine Bremse, die zu einer höheren Bremskraft bei Betätigung bei Nässe führt.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bremsvorrichtung bereitzustellen, die auch bei Nässe ohne weiteres eine relativ hohe Bremskraft erzeugt
Die vorliegende Erfindung löst die obige Aufgabe durch eine Fahrradbremsvorrichtung gemäß dem unabhängigen Anspruch 1.
Bei der Bremsvorrichtung mit der obigen Bauweise hat die Übertragungsvorrichtung ein verbessertes Eingangs/Ausgangsverhältnis für eine höhere Andruckkraft der Bremselemente an das gebremste Element als im Stand der Technik, auch wenn die gleiche Betätigungskraft auf den Bremshebel ausgeübt wird wie beim Stand der Tech nik. Selbst wenn das gummiartige Basismaterial bei Nässe wegen der Flüssigkeitsfilme seine Bremsfunktion nicht erfüllt, wird das harte Reibmaterial die Flüssigkeitsfilme durchbrechen, so daß die Bremsen an das gebremste Element angelegt werden. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber der durch das gummiartige Basismaterial ohne das harte Reibmaterial erzeugten Bremskraft dar. Die durch diese Bremsvorrichtung erzeugte Bremskraft wird durch das harte Reibmaterial weiter gesteigert, das einen noch größeren Reibwiderstand auf das gebremste Element aufbringt, der aus der durch das verbesserte Eingangs/Ausgangsverhältnis der Verstärkungsvorrichtung für die Betätigungskraft erhöhten Andruckkraft herrührt. Die hohe Bremskraft wird also infolge der Durchdringung der Flüssigkeitsfilme durch das harte Reibmaterial und aufgrund der hohen Andruckkraft der Bremselemente auf das gebremste Element bewirkt.
Demzufolge wird auch bei Nässe eine zuverlässige Bremskraft erzeugt, indem der Bremshebel nur relativ leicht betätigt wird. Dies erleichtert einen Bremsvorgang und bietet den Vorteil eines relativ kurzen Bremswegs für das Fahrrad.
Weitere und andere Aufgaben, Merkmale und Wirkungen der Erfindung werden anhand der folgenden ausführlicheren Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht der Hauptabschnitte einer greiferartigen Cantilever-Bremse;
Fig. 2 ist eine graphische Darstellung der Bremskräfte, wie sie von Bremselementen auf die Felge eines Fahrradrads aufgebracht werden, in Abhängigkeit von der Anzahl der Bremsvorgänge bei Trockenheit und bei Nässe;
Fig. 3 zeigt ein Verfahren zur Berechnung einer mittleren Bremskraft bei Trockenheit;
Fig. 4 zeigt ein Verfahren zur Berechnung einer mittleren Breinskraft bei Nässe;
Fig. 5 ist eine Darstellung von Messungen der Bremskräfte bei Nässe, Trockenheit und Staub;
Fig. 6 ist eine graphische der minimalen und maximalen Breinskräfte entsprechend den Daten der Fig. 5;
Fig. 7 ist eine Darstellung der maximalen Bremskräfte von Bremselementen gemäß der vorliegenden Erfindung und von nichtmodifizierten Bremselementen bei Trockenheit und bei Nässe; und
Fig. 8 ist eine Darstellung der Veränderung der Bremskräfte von Bremselementen gemäß der vorliegenden Erfindung und von nichtinodifizierten Bremselementen bei Trockenheit und bei Nässe.
Fig. 1 zeigt eine freiliegende Bremsvorrichtung eines Fahrrads, die eine Hauptbremsanordnung B mit einem Paar von freiliegenden Bremsschuhen 1 umfaßt, die als Bremselemente dienen, und weiter ein Bremskabel 2 und eine Flebelvorrichtung mit einem Bremshebel 3 umfaßt. Diese Bremsvorrichtung wird durch die Schwenkbewegung des Bremshebels 3 betätigt. Eine auf den Bremshebel 3 ausgeübte manuelle Betätigungskraft bewegt die Bremselemente 1 bis zur kraftschlüssigen Berührung mit einer Radfelge 4, so daß ein Rad W durch Reibung gebremst wird.
Wie aus Fig. 1 deutlich wird, ist der Bremshebel 3 über eine Hebelkonsole 5 mit einem geraden Lenkerabschnitt 6 verbunden und dabei um eine Drehachse 7 an der Hebelkonsole 5 schwenkbar.
Die Hauptbremsanordnung B besteht aus einer Cantilever-Bremse, die ein Paar von Bremsgreifern 8 für die Aufnahme der jeweiligen Bremselemente 1 umfaßt. Die Bremsgreifer 8 sind einander gegenüberliegend beiderseits des Rades W am Fahrradrahmen F befestigt. Jeder der Bremsgreifer 8 ist relativ zum Rahmen F um eine Achse X schwenkbar.
Eine mechanische Übertragungsvorrichtung E für die Verbindung des Paares der Bremselemente 1 mit dem Bremshebel 3 umfaßt einen Kabelverbinder 9, der mit dein Bremsgreifer 8, dem Bremskabel 2 und einem am Bremshebel 3 angebrachten Kabelanschluß 10 verbunden ist.
Das Bremskabel 2 besitzt ein inneres Kabel 2a, das mit einem Ende mit dem Kabelverbinder 9 und direkt ohne den Kabelverbinder 9 mit dem Bremsgreifer 8 verbunden ist, und dessen anderes Ende am Kabelanschluß 10 endet. Bei der Betätigung überträgt das Bremskabel 2 eine Betätigungskrafl aus der Schwenkbewegung des Bremshebels 3 auf den Bremsgreifer 8, um so eine Schwenkbewegung desselben zu bewirken. Damit verbindet der Übertragungsmechanismus E den Bremshebel 3 funktional mit den Bremselementen 1, so daß die Betätigungskraft mechanisch vom Bremshebel 3 auf die Bremselemente 1 übertragen wird, die mit dein Greifer 8 schwenkbar sind. Infolgedessen werden die Bremselemente 1 aus wegliegenden Positionen in Kontakt mit der Radfelge 4 gebrachl.
Demgemäß bewirkt bei einer Bewegung des Bremshebels 3 zur Lenkstange 6 die über das Bremskabel 2 übertragene Betätigungskraft eine Schwenkbewegung der Bremsgreifer 8 in Richtung des Rades W. Damit legen sich die beiden Bremselemente 1 an die Seitenflächen der Radfelge 4 an, um durch Reibung eine Bremskraft zu erzeugen.
Wenn der Bremshebel 3 freigegeben wird, wird das Bremskabel 2 spannungslos, so daß die Bremsgreifer 8 unter der Wirkung der Vorspannkräfte der an den Bremsgreifern 8 angeordneten Rückstellfedern (nicht dargestellt) vom Rad W wegschwenken können. Infolgedessen werden die Bremselemente 1 von den Seitenflächen der Radfelge 4 abgehoben, um die Bremskraft zu eliminieren.
Die Bremselemente 1 sind aus modifiziertem Nitril-Butadien-Gummi (im folgenden als NBR bezeichnet gemäß Tabelle 1 unten gefertigt, wobei mindestens über die Oberfläche Aluminiumoxidgranulat verteilt ist. Der Übertragungsmechanismus E hat ein Eingangs/Ausgangsverhältnis, das je nach Einsatz eine optimale Bremscharakteristik der Bremselemente 1 bereitstellt. Ist daher die Radfelge 4 trocken, wird ein Bremsvorgang so beeinflußt, daß ein Überbremsen vermieden wird. Ist die Radfelge 4 aufgrund von Regenwasser oder Tau naß, wird trotz der Flüssigkeitsfilme auf den Seitenflächen der Radfelge 4 eine relativ gute Bremswirkung erzielt. Tabelle 1 Zusammensetzung Bremselemente 1 aus modifiziertem NBR Bremselemente aus nichtmodifiziertem NBR NBR Ruß Reibmaterialien Aluminiumoxid Ionenoxid Vulkanisierungmittel Schwefel
Die Bremselemente 1 aus modifiziertem NBR bewirken bei Trockenheit eine verringerte Breinswirkung im Vergleich zu nichtmodifizierten Bremselementen aus nichtinodifiziertem Nitril-Butadien- Gummi (im folgenden als nichtmodffizierter NBR bezeichnet), die keine harten Reibmaterialien wie z.B. Aluminiumoxid enthalten. Die Bremselemente 1 erzeugen eine erhöhte Bremskraft bei Nässe im Vergleich zu nichtmodifizierten Bremselementen. Dies bedeutet, daß Nitril-Butadien-Gummi (NBR) bei Trockenheit sofort in direkten Kontakt mit der Radfelge gelangt, wobei durch das Aluminiumoxid ein hoher Reibwiderstand bewirkt wird. Bei Nässe können die Flüssigkeitsfilme auf der Oberfläche der Radfelge den Reibwiderstand von NBR zunichte machen. Aluminiumoxid durchdringt jedoch aufgrund seiner Härte die Flüssigkeitsfilme, so daß die Radfelge erfaßt und ein Reibwiderstand auf diese ausgeübt wird.
Bei der Verwendung der nichtmodifizierten Bremselemente wird eine Verstärkungsvorrichtung für die Betätigungskraft für einen nichtmodifizierten Übertragungsmechanismus Ea bereitgestellt, der die Bremselemente funktional mit dem Bremshebel 3 verbindet. Diese Vorrichtung realisiert ein Wirkverhältnis zwischen der Länge LI eines Eingangsarms und einer Länge LO eines Ausgangsarms des Bremshebels 3 (Fig. 1), ein Eingangs/Ausgangswirkverhältnis der Bremsgreifer 8 und einen Angriffswinkel A des Verbinders 9 oder des Innenkabels 2a relativ zu einem der Bremsgreifer 8, wenn die Bremselemente die Radfelge 4 berühren, wobei diese Werte in der Tabelle 2 unten zusammengestellt sind. Damit werden die nichtmodifizierten Bremselemente unter einem vorbestimmten Druck an die Radfelge 4 angepreßt, um eine geeignete Bremswirkung bei Trockenheit hervorzurufen. Wenn, wie bei der vorliegenden Ausführungsform, die Dremselemente 1 aus modifiziertem NBR bestehen, hat der übertragungsmechanismus E eine Vorrichtung zur Verstärkung der Betätigungskraft, die ein Wirkverhältnis zwischen der Länge LI eines Eingangsarms und einer Länge LO eines Ausgangsarms des Bremshebels 3, ein Eingangs /Ausgangswirkverhältnis der Bremsgreifer 8 und einen Angriffswinkel A des Verbinders 9 oder des Innenkabels 2a relativ zu einem der Bremsgreifer 8 realisiert, wenn die Bremselemente 1 die Radfelge 4 berühren, wobei diese Werte in der Tabelle 2 zusammengestellt sind. Im letzteren Fall stellt der Übertragungsmechanismus E einen 6,65fach größeren Ausgang als den Eingang bereit.
Damit weist der Übertragungsmechanismus E ein Eingangs/Ausgangsverhältnis auf, das etwa 1,12mal größer ist als das des nichtmodifizierten Übertragungsmechanismus Ea, und bewirkt damit ein Anliegen der Bremselemente 1 an der Radfelge 4 unter einem höheren Anpreßdruck bei gleicher Betätigungskraft P am Bremshebel 3. Durch das vergrößerte Eingangs/Ausgangsverhältnis bewirken die Bremselemente 1 im wesentlichen die gleiche Breinskraft wie die nichtinodifizierten Bremselemente bei Trockenheit. Bei Nässe bewirken die Bremselemente 1 eine weitaus größere Bremskraft als die nichtinodifizierten Bremselemente. Tabelle 2 Mechanismus Ea für nichtmodifizierte Bremselemente Mechanismus E für modifizierte Bremselemente 1 LI/LO Hebel 3 Eingang/Ausgang Angriffswinkel A
BI: Länge Eingangsarm; BO: Länge Ausgangsarm (siehe Fig. 1)
Obwohl also die verwendeten Bremselemente 1 eine verringerte Bremskraft bei Trockenheit im Vergleich zu den nichtinodifizierten Bremselementen bewirken, stellt das vergrößerte Eingangs/Ausgangsverhältnis des Übertragungsmechanismus E eine zusätzliche Andruckkraft für die Bremselemente 1 bereit, um die verringerte Bremskraft auszugleichen. Demzufolge bewirken die Bremselemente 1 bei Trockenheit eine im wesentlichen gleiche Bremskraft wie die nichtmodifizierten Bremselemente. Bei Nässe bewirken die Bremselemente 1 eine größere Bremskraft als die nichtinodifizierten Bremselemente. Das vergrößerte Eingangs/Ausgangsverhältnis des Übertragungsmechanismus E stellt die zusätzliche Andruckkraft für die Bremselemente 1 bereit, wodurch die Andruckkraft der Bremselemente 1 bei Nässe weiter erhöht wird. Im Ergebnis liegt die Andruckkraft bei Nässe nahe bei der Andruckkraft bei Trockenheit.
Die obige Tatsache geht klar aus den in Fig. 2 dargestellten Ergebnissen von Bremsversuchen hervor, die mit den Bremselementen 1 aus modifiziertem NBR und den nichtinodifizierten Bremselementen durchgeführt wurden.
Für die Bremsversuche wurde als gebremster Gegenstand eine Aluminium-Radfelge mit Eloxalbeschichtungen von 2 bis 6 µm Dicke auf den Oberflächen benutzt.
Die Gesamtmasse des Fahrrads einschließlich Fahrer war 100 kg. Die Geschwindigkeit wurde auf 12,5 km/h eingestellt. Eine eingarlgsseitige Betätigungskraft von P = 180 N wurde an einer Position 25 min vom äußeren Ende des Bremshebels 3 wie in Fig. 1 gezeigt aufgebracht.
Für die Bedingungen bei Nässe wurde das Rad mit Wasser in einer Menge von 0,3 bis 0,4 l/min benetzt.
In Fig. 2 stellt die waagerechte Achse die Anzahl der Bremsvorgänge (N) und die senkrechte Achse die Bremskraft F dar. Mit den nichtmodifizierten Bremselemenlen am Bremshebel des nichtmodifizierten Übertragungsmechanismus Ea wurde bei Trockenheit eine Bremskraft entsprechend der Linie A-A erzeugt, während bei Nässe eine Bremskraft entsprechend der Linie E-E' erzeugt wurde.
Bei Trockenheit ergibt sich ein stationärer Bereich, in dem die Bremskraft unabhängig von der Anzahl der Bremsvorgänge (N) nur geringe Schwankungen zeigl. Die Bremskraft im stationären Bereich ist etwas geringer als in einer Anfangsphase der Bremsung. Bei Nässe tritt ebenfalls ein stationärer Bereich auf, in dein die Breinskraft unabhängig von der Anzahl der Bremsvorgänge (N) nur geringe Schwankungen zeigt. In diesem stationären Bereich ist die Bremskrafl etwas höher als in der Anfangsphase der Bremsung.
Mit den Bremselementen 1 aus modifiziertem NBR am Bremshebel des nichtmodifizierten Übertragungsmechanismus Ea wurde bei Trockenheit eine Bremskraft entsprechend der Linie B-B' erzeugt, während bei Nässe eine Bremskraft entsprechend der Linie D-D' erzeugt wurde. Die Bremskraft bei Nässe ist niedriger als bei Trockenheit, sie stellt jedoch eine Verbesserung gegenüber der Bremskraft (E-E') dar, die von den nichtinodifizierten Bremseleinenten bei Nässe erzeugt wird.
Bei Trockenheit ergibt sich ein stationärer Bereich, in dem die Bremskraft unabhängig von der Anzahl der Bremsvorgänge (N) nur geringe Schwankungen zeigt. Die Bremskraft im stationären Bereich ist etwas geringer als in der Anfangsphase der Bremsung. Bei Nässe tritt ebenfalls ein stationärer Bereich auf, in dein die Bremskraft unabhängig von der Anzahl der Bremsvorgänge (N) nur geringe Schwankungen zeigt. In diesem stationären Bereich ist die Bremskraft etwas geringer als in der Anfangsphase der Bremsung.
Mit den Bremselementen 1 aus modifiziertem NBR am Bremshebel des tibertragungsmechanismus E wurde bei Trockenheit eine Bremskraft entsprechend der Linie A-A' erzeugt, während bei Nässe eine Bremskraft entsprechend der Linie C-C' erzeugt wurde.
Die in Fig. 2 dargestellten Bremskräfte F wurden mit den in Fig. 3 und 4 gezeigten Berechnungsverfahren hergeleitet. Bei Trockenheit wurde, wie in Fig. 3 gezeigt, das Rad nach Ablauf einer Bremszeit "t" ab dem Beginn des Bremsvorganges, während der die Bremskraft nur geringe Schwankungen aufwies, bis zum Stillstand abgebremst. Bei Nässe wurde, wie in Fig. 4 gezeigt, das Rad nach Ablauf einer Bremszeit "t" ab dem Beginn des Bremsvorganges, während der die Breniskraft beim Stilistand des Rades ein Maximum erreicht, bis zum Stillstand abgebremst. Bei Trockenheit wie bei Nässe wurde die Messung 0,5 s nach Beginn des Bremsvorgangs gestartet und nach mindestens 2,5 s ab Beginn des Bremsvorgangs beendet. Der Mittelwert einer jeden Messung wurde als Bremskraft F betrachtet.
Die Fig. 5 und 6 zeigen die Ergebnisse weiterer Bremsversuche, die mit den Bremselementen 1 aus modifiziertem NBR und den nichtmodifizierten Bremselementen durchgeführt wurden.
Für diese Breinsversuche wurde ebenfalls eine Aluminium-Radfelge mit Eloxalbeschichtungen von 2 bis 6 µm Dicke auf den Oberflächen benutzt. Das Rad wurde bei Trockenheit (DRY), Nässe (WET) und Staub mit an der Radfelge anhaftendem Sand (DUSTY) abgebremst.
Die Gesamtmasse des Fahrrads einschließlich Fahrer war 100 kg. Das Vorderrad wurde gebremst. Die Geschwindigkeit wurde auf 25 km/h eingestellt. Eine eingangsseitige Betätigungskraft von P = 14 kg wurde an der Position 25 mm vom äußeren Ende des Bremshebels 3 wie in Fig. 1 gezeigt aufgebracht. Für die Bedingungen von Nässe wurde das Rad mit Wasser in einer Menge von 600 cm³/min benetzt. Die Bremselemente 1 waren am Bremshebel des Übertragungsmechanismus E mit einem Eingangs/Ausgangsverhältnis von etwa 6,653 nach Tabelle 2 angebracht. Die nichtinodifizierten Bremselemente waren am Brenishebel des Ubertragungsmechanismus Ea mit einem Eingangs/Ausgangsverhältnis von etwa 5,949 nach Tabelle 2 angebracht.
In Fig. 5 und 6 stellt die waagerechte Achse die Anzahl der Breiusvorgänge (N) und die senkrechte Achse die Bremskraft F. Die schwarzen Kreise in diesen Figuren zeigen die Versuchsergebnisse der Breiuselemente 1 aus modifiziertem NBR, und die weißen Kreise zeigen die Ergebnisse der nichtmodifizierten Bremselemente. Fig. 5 zeigt, daß die Versuche jeweils mehrmals unter den Bedingungen Trockenheit (DRY), Nässe (WET) und Staub (DUSTY) wiederholt wurden. Fig. 6 zeigt einen deutlichen Unterschied zwischen einer maximalen und einer minimalen Bremskraft für jede dieser Bedingungen.
Wie Fig. 7 zeigt, erzeugen die Breinselemente 1 aus modifiziertem NBR etwa die gleiche Breinskraft wie die nichtmodifizierten Breinselemente bei Trockenheit. Die Breinselemente 1 erzeugen eine höhere Bremskraft als die nichtinodifizierten Bremselemente bei Nässe. Wie aus Fig. 8 hervorgeht, zeigen die Bremselemente 1 aus modifiziertem NBR unter Trockenheit (DRY) eine geringere Schwankung der Breinswirkung als die nichtinodifizierten Breinselemente.
Die Bremselemente 1 aus modifiziertem NBR erzeugen unter Trocken heit (DRY) und Nässe (WET) Bremskräfte wie in Fig. 5 und 6 gezeigt. Des weiteren waren die Prüfbedingungen so gewählt, daß die eingangsseitige Betätigungskraft P auf den Bremshebel 14 kg, also weniger als 180 N (180 N = 18,37 kg), und die Fahrradgeschwindigkeit 25 km/h, also höher als 12,5 km/h war.
Somit wird bei Verwendung der Bremselemente 1 aus modifiziertem NBR und des Übertragungsmechanismus E sowie unter Prüfbedingungen, bei denen die Gesamtinasse des Fahrrads einschließlich Fahrer 100 kg, die eingangsseitige Betätigungskraft P 180 N und die Geschwindigkeit des Fahrrads 12,5 kinlh beträgt, bei Nässe eine Bremskraft von mindestens 14,3 kg am Vorderrad und von mindestens 10,2 kg am Hinterrad und bei Trockenheit eine Bremskraft von mindestens 28,6 kg am Vorderrad und von mindestens 20,4 kg am Hinterrad aufgebracht. Darüber hinaus kann bei Nässe eine Bremskraft von mindestens 22,4 kg am Vorderrad und von mindestens 14,3 kg am Hinterrad und bei Trockenheit eine Bremskraft von mindestens 34,7 kg am Vorderrad und von mindestens 22,4 kg am Hinterrad aufgebracht werden.
Die Hebelverhältnisse der Bremshebel nach Tabelle 2 sind von einem Bremshebel für die Verwendung an einem geraden Lenker abgeleitet und entsprechen Werten, die genommen wurden, wenn sich der Bremshebel in einer Position für das Einsetzen der Kraft auf den Bowdenzug und in einer Zwischenposition nahe dem Anschlag befindet. Des weiteren gelten diese Verhältnisangaben für den Fall, daß jedes Bremseleinent in einer Mittelposition einer Befestigungsbohrung des Bremsgreifers angebracht ist.
Für die Bremselemente 1 kann Aluminiumoxid in relativ großer Menge verwendet werden. Damit kann eine hohe Bremskraft auch dann erzeugt werden, wenn die Aluminium-Radfelge naß ist, was auf der Durchdringungswirkung durch den Flüssigkeitsfilm und auf dem erhöhten Anpreßdruck auf die Bremselemente 1 durch den Übertragungsmechanismus E beruht. Trotz der hohen Bremskraft kann ein Überbremseffekt bei Trockenheit leicht vermieden werden.
Die Beimischung von Schwefel in relativ großer Menge führt zu einer starken Bindung des NBR. Diese Bindungskraft bewirkt eine Verhinderung des Abriebs von Aluminiumoxid während des Bremsens. Dadurch kann Aluminiumoxid in relativ großer Menge beigemischt werden, um ein präzise dosiertes Bremsen bei Nässe zu ermöglichen, was auf der Durchdringungswirkung durch den Flüssigkeitsfilm beruht, und um eine deutliche Verringerung der Bremskraft bei Trockenheit im Vergleich zu den nichtinodifizierten Bremselementen zu realisieren.
Aluminiumoxid hat eine Härte von 9 auf der Härteskala nach Mohs. Selbst bei Verwendung einer Aluminiumfelge durchdringen die Bremselemente 1 mit Aluminiumoxid die Flüssigkeitsfilme auf den Felgenoberflächen und greifen zuverlässig die Felge, um die Bremsen an diese anzulegen. Rotes Oxid ist weicher als die Eloxalschichten auf den Oberflächen der Aluminiumfelge. Somit erzeugen die Bremselemente 1 trotz des darin beigemischten Aluminiumoxids hervorragende Bremskräfte.
Als nächstes werden weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Die Bremselemente können, anstelle die Radfelge direkt abzubremsen, die Bremskraft auf ein Element ausüben, das speziell zum Zweck der Abbremsung an dein Rad angebracht ist. Die Radfelge und ein solches spezielles Element werden hierin insgesamt als ein gebremstes Teil 4 bezeichnet.
Das Bremselement 1 kann die folgende Zusammensetzung haben.
NBR kann durch verschiedenartige synthetische Gummimaterialien ersetzt werden, wie z.B. Styrenbutadiengummi (SBR). Anstelle dessen kann ein synthetisches Harz oder Naturgummi verwendet werden. Diese Substanzen werden hierin kollektiv als gummiartiges Basismaterial bezeichnet.
Die Durchdringungswirkung durch den Flüssigkeitsfilm wird durch eine Substanz realisiert, die ebenso hart oder härter ist als das gebremste Element, wie dies Tabelle 3 veranschaulicht. Diese Substanzen werden hierin insgesamt als harte Reibmaterialien bezeichnet. Wenn das harte Reibmaterial mit einer Menge von weniger als 30 Gewichtsteilen mit 100 Gewichtsteilen des gummiartigen Basismatenais gemischt wird, wird der Durchdringungseffekt für das Wasser vermindert und damit die Bremswirkung gefährdet. Wenn die Menge des Reibmaterials größer ist als 300 Gewichtsteile, sind die Bremselemente aus Sicht der Dauerhaftigkeit nicht mehr gebrauchstüchtig. Daher kann das harte Reibmaterial im Bereich von 30 bis 300 Gewichtsteilen zugemischt werden. Tabelle 3 Art des gebremste Elements (Radfelge) Mohs-Härte des verwendbaren Reibmaterials Stahl (nicht plattiert) Stahl (mit Chromauflage) Aluminium (eloxiert) oder höher
Abhängig vom Material der abzubremsenden Felge kann rotes Oxid durch Titanoxid (TiO) oder Zinnoxid (SnO&sub2;) ersetzt werden. Mit anderen Worten, es kann eine weichere Substanz als das abgebremste Element verwendet werden.
Vorteilhafterweise kann Schwefel in einer relativ großen Menge zu Gewichtsteilen des gummiartigen Basismaterials beigemischt werden, um als Vulkanisierungsmittel zu wirken. Dadurch wird die Bindung des guimuiartigen Basismatenais verstärkt, wodurch das gummiartige Basismaterial das harte Reibmaterial fester eingebunden hält. Wenn Schwefel in einer Menge von mehr als 20 Gewichtsteilen zugemischt wird, wird das Bremselement für den Gebrauch zu hart. Wenn ein Vulkanisierungsbeschleuniger mit Schwefel verwendet wird, übernimmt dieser Schwefel die Vulkanisierungsfunktion. Der als Vulkanisierungsinittel fungierende Schwefel kann mit ungefähr 0,2 Gewichtsteilen zugemischt werden, um einen gewünschten Vulkanisierungseffekt zu bewirken. Folglich kann das Vulkanisie rungsmittel mit 0,2 bis 20 Gewichtsteilen je 100 Gewichtsteilen des gummiartigen Basismaterials zugemischt werden.
Zur Erzielung des verbesserten Eingangs/Ausgangsverhältnisses des Übertragungsmechanismus E kann entweder nur die Brenishebelvorrichtung gemäß der obigen Ausführungsform verwendet werden, welche das verbesserte Verhältnis zwischen der Eingangsarmlänge und der Ausgangsarmlänge des Bremshebels hat. Statt dessen kann eine Bremsgreifervorrichtung mit einem verbesserten Verhältnis zwischen Eingangsarmlänge und Ausgangsarmlänge eines jeden Greifers oder eine Bremskabelvorrichtung mit einem verbesserten Übertragungswirkungsgrad des Bremskabels verwendet werden. Eine Kombination aus zwei oder drei der Komponenten Bremshebelvorrichtung, Bremsgreifervorrichtung und Breniskabelvorrichtung kann verwendet werden.
Außer auf die Bremsvorrichtung für die Verwendung an der geraden Lenkstange kann die vorliegende Erfindung auch auf eine Bremsvorrichtung für die Verwendung an einer nach unten gekröpften Lenkstange angewendet werden. Das heißt, die Erfindung kann für verschiedenartige Bremsvorrichtungen, die nur einen Hauptilebel oder einen verlängerten Hebel haben, angewendet werden.
Ein Übertragungsmechanismus zur Betätigung der Bremselemente mit einem harten Reibinaterial einer herkömmlichen Bremsvorrichtung an einer nach unten gekröpften Lenkstange stellt in seiner Gesamt heit eine 4,54fache Verbesserung des Eingangs/Ausgangsverhältnisses bereit, wenn ein Haupthebel betätigt wird, um die Bremsen anzulegen. Ein solcher Ubertragungsinechanismus stellt in seiner Gesamtheit ein Eingangs/Ausgangsverhältnis von 5,77 bereit, wenn ein verlängerter Hebel betätigt wird, um die Bremsen anzulegen. Ein Übertragungsmechanismus einer herköminlichen Bremsvorrichtung für die Verwendung an einer geraden Lenkstange stellt in seiner Gesamtheit ein Eingangs/Ausgangsverhältnis von 4,14 bereit.
Bei der Bremsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung stellt bei der Verwendung an einer nach unten gekröpften Lenkstange der Übertragungsmechanismus in seiner Gesamtheit ein Eingangs/Ausgangsverhältnis größer als 4,54 bereit, wenn ein Haupthebel betätigt wird, um die Bremsen anzulegen. Dieser Übertragungsmechanismus stellt in seiner Gesamtheit ein Eingangs/Ausgangsverhältnis größer 5,77 bereit, wenn ein verlängerter Hebel betätigt wird, um die Bremsen anzulegen. Die verbesserten Eingangs/Ausgangsverhältnisse erzeugen erhöhte Andruckkräfte, wodurch die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hohe Breniskräfte bei Nässe zu realisieren, erfüllt wird.

Claims

1. Fahrradbremsvorrichtung, umfassend: einen Bremshebel (3);

ein Bremselement (1), mit dein eine Bremskraft auf ein Fahrradrad (4) ausgeübt wird;

eine Übertragungsvorrichtung, die sich zwischen dem Bremshebel und dem Bremselement erstreckt,

um eine Betätigungskraft von dem Brenishebel auf das Bremselement zu übertragen;

dadurch gekennzeichnet, daß

das Bremselement (1) Gummi als Basismaterial sowie Aluminiumoxid beinhaltet, das in einer Menge von 30 bis 300 Gew.-% des als Basisinaterial verwendeten Gummis enthalten ist, und daß die Übertragungsvorrichtung die Betätigungskraft des Bremshebels um mehr als das 4,54-fache verstärkt, um das Bremselement gegen das Fahrradrad zu drücken.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragungsvorrichtung die Betätigungskraft des Bremshebels etwa um das 6,65-fache verstärkt, um das Bremselement gegen das Fahrradrad zu drücken.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bremsvorrichtung eine Ausleger-Bremsvorrichtung umfaßt, bei der das Bremselement an einem freien Ende befestigt ist und durch ein an dein anderen Ende befestigtes Kabel hin- und herbewegt wird, und daß das Verhältnis einer Eingangsarmlänge (Li) zu einer Ausgangsarmlänge (Lo) im wesentlichen 3,78 beträgt;, und daß das Verhältnis einer Eingangsarmlänge (Bi) zu einer Ausgangsarmlänge (Bo) eines Greifers im wesentlichen 1,76 beträgt, und daß ein Winkel A an einem Verbindungspunkt zwischen einem Breniskabel und einer Richtung, in der sich der Breinsarin erstreckt, im wesentlichen 41 Grad beträgt

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Basismaterial verwendete Gummi Nitril-Butadien- Gummi ist.