DE69005493T2

DE69005493T2 - Bremsbetätigungseinrichtung für ein Fahrrad.

Info

Publication number: DE69005493T2
Application number: DE1990605493
Authority: DE
Inventors: Masashi Nagano
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 1989-03-25
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1994-06-09
Anticipated expiration: 2010-03-21
Also published as: EP0389931B1; DE69005493D1; EP0389931A1

Description

ALLGEMEINES GEBIET DER ERFINDUNG

1. TECHNISCHES GEBIET

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder, und insbesondere auf eine Bremsbetätigungsvorrichtung mit einem Betätigungshebel und einem Schaltseil, das mit dem Hebel so verbunden ist, daß dieser darauf eine Zugwirkung ausübt

2. BESCHREIBUNG DER EINSCHLÄGIGEN TECHNIK

Vor einer Beschreibung der Erfindung in Einzeiheiten ist es wohl hilfreich, einige Gedanken zu erläutern und zu definieren, die zum vollen Verständnis der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik wesentlich sind.
Als erstes wird hier ein Seilbewegungsverhältnis so definiert, das es ein Verhältnis bezeichnet, das durch Division eines Betrags der Bewegung des Seils, die durch einen Betrag der Betätigungseinheit des Betätigungshebels aus einer bestimmten Stellung bewirkt wird, durch den Betrag der Betätigungseinheit des Betätigungshebels erhalten wird.
Zum zweiten wird die Möglichkeit berücksichtigt, das der Betrag der am Betätigungshebel geleisteten Arbeit gleich dem Betrag der auf das Seil übertragenen Arbeit ist; und dann wird ein Kraftübertragungsverhältnis hier als das Verhältnis definiert, das sich umgekehrt proportional zum vorstehend definierten Seilbewegungsverhältnis verändert. Mit anderen Worten führt die Annahme eines Antriebs des Betätigungshebels mit dem Betrag der Betätigungseinheit zu einem bestimmten Betrag der Abtriebskraft vom Seil in dessen Längsrichtung; dabei erhält man das Kraftübertragungsverhältnis durch Division die ser Abtriebskraft des Seils durch den Betrag der Betätigungseinheit des Betätigungshebels. Dieses Seilbewegungsverhältnis und das Kraftübertragungsverhältnis sind durch den Aufbau der Bremsbetätigungsvorrichtung als solches vorgegeben und werden durch das Elastizitätsmodul der Bremsbacke und/oder des Seils nicht direkt beeinflußt.
Bei einer herkömmlichen Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder, beispieiswelse bei der Vorrichtung, wie sie in dem veröffentlichten japanischen Gebrauchsmuster Nr. 57-9193 beschrieben wird, ist der Betätigungshebel drehbar an einem Halterungselement angebracht, während das Seil durch ein am Fuß des Betätigungshebels ausgebildetes Loch hindurch befestigt ist. Dementsprechend bleibt die Verbindungslage zwischen dem Seil und dem Hebel gegenüber dem Drehpunkt des Hebels fixiert, ungeachtet der jeweiligen Betriebsstellung des Hebels.
Bei der vorstehend beschriebenen herkömmlichen Vorrichtung ist der Verbindungsabschnitt des Seils um den Drehpunkt des Betätigungshebels drehbar. Dann verändert sich der Wert des vorstehend defnierten Seilbewegungsverhältnisses und nähert sich einer Sinuskurve an, wenn sich der Betrag der Betätigung des Betätigungshebels verändert. Dies bedeutet bei der herkömmlichen Vorrichtung, das das Seilbewegungsverhältnis nicht deutlich entsprechend den verschiedenen Betriebsstellungen des Betätigungshebels differenziert ist. Außerdem weist die herkömmliche Vorrichtung beim unwirksamen Anfangshub des Betätigungshebels (d.h. während des Spiels) ein kleines Seilbewegungsverhältnis auf, bis der betätigte Hebel die Bremsbacken über das Seil mit der Radfelge zum Abbremsen derselben in Berührung bringt. Dies bedeutet, das ein großer Teil des begrenzten Hebelhubs dazu genutzt wird, den Weg durch den unwirksamen bzw. den Tothub zurückzulegen. Infolgedessen ist der wirksame Hub des Hebels, d.h. der Arbeitshub, nach Berührung zwischen den Bremsbacken und der Radfelge, deutlich eingeschränkt, wodurch die Bremsbetätigungsvorrichtung nur eine unzureichende Bremskraft erbringt
In der Vorveröffentlichung WO-A1-87/05576 wird ein Bremshebel mit Nockenwirkung beschrieben, der ein Paar als Drehpunkt dienende Schlitze aufweist, das mit Bolzen befestigt ist. Dieser Bremshebel erhöht das Verhältnis der Betätigungsbewegung.
Eine ähnliche Vorrichtung wird in der FR-PS E-54 848 beschrieben, bei weicher der Drehmittelpunkt des Bremshebels sich durch die Wirkung einer Abrollbewegung auf einer gekrümmten Fläche des Bremshebels verändern läßt.
In der FR-PS A1-2 320 857 wird eine Vorrichtung zum Erhöhen des Bremskraft beschrieben, die aus zwei Platten besteht, die eine aufwärts und eine abwärts schrägverlaufende Rampenfläche aufweisen, über die sich das Bremsseil bewegt
In der FR-PS C-2-1 210 326 wurde eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder nach dem Oberbegriff des vorliegenden Hauptanspruchs beschrieben, die eine Mechanik zur Veränderung des Seilbewegungsverhänisses umfaßt. Die Mechanik umfaßt eine einzelne Nockenfläche, die allerdings den Tothub des Betätigungshebels nicht sehr wirksam verkürzen kann.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder zu schaffen, mit der sich eine ausreichend hohe Bremskraft dadurch erzeugen läßt daß der Tothub des Betätigungshebels wirksam verkürzt wird.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe weist eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder nach dem Oberbegriff des Hauptanspruchs die Merkmale auf, die im Kennzeichen des Hauptanspruchs umrissen sind.
Entsprechend den ersten kennzeichnenden Merkmalen der Erfindung ist es nun möglich geworden, den Betrag der Seilbewegung entsprechend einer Betriebsstellung des Betätigungshebels auf vorgegebene Werte einzustellen, weil die Mechanik zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses im Ansprechen auf eine Betätigung des Betätigungshebels so betätigbar ist, das das Seilbewegungsverhältnis verändert wird.
Außerdem läßt in der Nähe eines Endes eines Tothubs des Betätigungshebels zwischen einer Ausgangsstellung zur Hebelbewegung und einer Endstellung der Hebelbewegung die Mechanik zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses auf der Seite der Ausgangsstellung der Hebelbewegung einen Differentialkoeffizienten einer Funktion des Seilbewegungsverhältnisses auf der Seite der Ausgangsposition der Hebelbewegung kleiner werden als auf gegenüberliegenden Seite der Endstellung der Hebelbewegung quer zum Ende des Tothubs. Damit ist es möglich geworden, den Tothub zu verkürzen, der durchlaufen wird, ehe die Bremsbacke nach Betätigung des Betätigungshebels mit der Radfelge in Berührung kommt. Dieser Zusammenhang wird anhand von Fig. 5 noch weiter erläutert.
Dabei zeigt Fig. 5 eine graphische Darstellung einer Kurve einer Funktion f2 des vorstehend erläuterten Seilbewegungsverhältnisses R2 relativ zur Veränderung des Betrags der Betätigung des Betätigungshebels, wobei der Betrag der Hebelbetätigung und das Bewegungsverhältnis jeweils auf der X-Achse bzw. Y-Achse aufgetragen sind.
In dieser Fig. 5 wird senkrecht zum Ende Sie des Tothubs eine erste Tangente X an die Funktionskurve f2 auf der Seite des Ausgangspunkts Ss der Hebelbewegung, d.h. des Ursprungs dieser Kurve, gelegt; an die Funktionskurve f2 auf der gegenüberliegenden Seite des Endpunkts Se der Hebelbewegung, hinter dem Wendepunkt des Tothubendes S1e, wird dagegen eine zweite Tangente Y angelegt. Wie diese Figur zeigt, besitzt die Tangente X im Uhrzeigersinn eine Neigung gegenüber der Tangente Y. Genau dieser Effekt wird bei der vorstehend erläuterten Mechanik zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses realisiert.
Dagegen trifft auf die herkömmliche Bremsbetätigungsvorrichtung das Gegenteil zu. Und zwar nähert sich die Funktion des Hebelbewegungsverhältnisses bei der herkömmlichen Vorrichtung einer Sinuskurve an, was bedeutet, daß die erste Tangente gegenüber der zweiten Tangente eine Neigung entgegen dem Uhrzeigersinn besitzt. Infolgedessen nimmt der Tothub einen größeren Teil des Gesamthubs des Betätigungshebels ein, wobei nur ein erheblich eingeschränkter Teil für den Arbeitshub übrigbleibt, so daß die Vorrichtung nur eine schlechtere Bremsleistung erbringen kann.
Darüberhinaus ist der Betätigungshebel schwenkbar, und die Mechanik zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses verändert das Seilbewegungsverhältnis dadurch, daß sie ein Verhältnis zwischen einer Hebelarmlänge des auf ein Griffstück des Hebels einwirkenden Moments bei Schwenkbewegung desselben und einer Hebelarmlänge des auf das Seil einwirkenden Moments verändert.
Das veränderliche Seilbewegungsverhältnis läßt sich nur dadurch erzielen, daß das Verhältnis zwischen den beiden Armlängen verändert wird. Außerdem läßt sich ein jeweils gewünschter Betrag der Veränderung dieses Verhältnisses einfach dadurch realisieren, daß die Länge nur eines der beiden Hebelarme relativ zum anderen Arm, dessen Länge unverändert bleibt, verändert wird.
Darüberhinaus ist der Betätigungshebel über eine Hebelwelle schwenkbar an einem Halterungselement angebracht, wobei die Betätigungsvorrichtung des weiteren einen Seilverbindungsabschnitt zur wirksamen Verbindung des Seils mit dem Betätigungshebel aufweist, und wobei die Mechanik zur Veränderung des Armlängenverhältnisses eine Nockeneinrichtung zum Bewegen des Seilverbindungsabschnitts entlang einer Bewegungsrichtung des Seils aufweist, um so den Seilverbindungsabschnitt näher zur Hebelwelle hin und von dieser weg zu bewegen.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Wirkungen der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der nachstehenden ausführlicheren Beschreibung der erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Fig. 1 bis 6 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder, wobei
Fig. 1 ein senkrechter Schnitt durch die Betätigungsvorrichtung ist,
Fig. 2 in vergrößertem senkrechten Schnitt eine Nockenvorrichtung dieser Vorrichtung zeigt,
Fig. 3 ein Querschnitt durch ein Halterungselement der Vorrichtung ist,
Fig. 4 eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung zur Verdeutlichung des Arbeitsprinzips zeigt,
Fig. 5 ein Seilbewegungsverhäknis in graphischer Darstellung,
und
Fig. 6 eine graphssche Darstellung eines Kraftübertragungsverhältnisses zeigen;
Fig. 7 bis 12 zeigen weitere Ausführungsbeispisie der Erfindung, wobei
Fig. 7 und 8 jeweils eine Ansicht größerer Bereiche um eine Hebelwelle sind,
Fig. 9 ein Vertikalschnitt durch eine Nockenvorrichtung für eines der weiteren Ausführungsbeispiele ist, und
Fig. 10 bis 12 das Seilbewegungsverhältnis jeweils in graphischer Darstellung veranschaulichen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Im folgenden werden nun anhand der beiliegenden Zeichnung bevorzugte Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 6 wird zunächst ein erstes Ausführungsbeispiel erläutert. Eine Bremsbetätigungsvorrichtung für Fahrräder soll an einem gebogenen Abschnitt eines Rennlenkers H des Fahrradrahmens angebracht werden. Die Vorrichtung umfaßt ein Halterungelement 1 mit einem Paar gegenüberliegender Flächen 1a und 1b, sowie einen Hebeleinführabschnitt zwischen den Seitenflächen 1a, 1b, so daß eine Basis 31 eines Betätigungshebels 3 durch den Hebeleinführabschnitt hindurch über eine Hebelwelle 4 drehbar angebracht ist. Im zusammengebauten Zustand wird die Vorrichtung über ihr Schellenteil 2 an dem gebogenen Lenkerabschnitt befestigt.
Das Befestigungsteil 1 ist als abgewinkeltes Hohlelement mit den vorgenannten Seitenflächen 1a und 1b sowie mit einer Vorderseite 1c und einer Rückseite 1d als Verbindung zwischen den Seitenflächen 1a und 1b ausgebildet. Auf diese Weise ist der Hebeleinführabschnitt 11 als Öffnung an einem oberen Abschnitt der Rückseite 1d zwischen den sich gegenüberstehenden Seitenflächen 1a, 1b ausgebildet. Innerhalb des Befestigungsteils 1 ist eine Zwischenwandung 12 zur Abstützung einer mit dem Schellenteil 2 in Eingriff bringbaren Befestigungsschraube 2a angeordnet. Außerdem bildet diese Zwischenwandung 12 eine Einführöffnung 13 für ein innenliegendes Seilstück 51 eines Betätigungsseils 5 sowie ein außenliegendes Aufnahmeteil 14 zur Aufnahme eines Außenmantels 52 für das Seil 5.
Der Betätigungshebel 3 weist das Basisteil 31 mit U-förmigem Querschnitt auf, das durch den Hebeleinführabschnitt 11 des Befestigungsteils 1 eingeschoben ist, sowie einen stangenförmigen Betätigungsabschnitt 32, der sich von einem Ende des Basisteils 31 aus nach außen erstreckt. In dem Basisteil 31 ist ein Wellendurchgang zur Aufnahme der darin eingesezten Hebelwelle 4 ausgebildet, während es am vorderen Ende eine Seilsicherung 7 trägt, die ein Hülsenstück 53 aufnimmt, das an einem außenliegenden Ende des innen verlaufenden Seils 51 befestigt ist.
Gemäß Fig. 1 und 2 wird ein vollständiger Betätigungshub des Betätigungshebels 3 durch einen Ausgangspunkt Ss (d.h. die Ausgangsstellung des Hebels) für die Hebelbewegung, der durch die Berührung mit dem Befestigungsteil 1 vorgegeben ist, und einen Endpunkt Se der Hebelbewegung definiert, welcher durch eine herausziehbare Länge des innenliegenden Seils 51 vorgegeben ist.
Gemäß Fig. 1 bis 3 ist innerhalb des Befestigungsteils 1 eine Nockeneinrichtung 6 vorgesehen, die als Seilverbindungsabschnitt zur wirksamen Verbindung zwischen dem innenliegenden Seil 51 und dem Betätigungshebel 3, einer auf dem Betätigungshebel 3 ausgebildeten Führungsfläche 33 und einer am Befestigungsteil 1 angebrachten Nokkenfläche 15 die Seilsicherung 7 aufweist.
Die Nockenfläche 15 ist als vom Befestigungsteil 1 getrenntes Kunststoffteil ausgebildet, so das die Nockenfläche 15 vom Befestigungsteil 1 abgenommen werden kann. Für diese lösbare Befestigung zwischen der Nockenfläche 15 und dem Befestigungsteil 1 weist die Nockenfläche 15 ein elastisch verformbares Anschlagelement 18 auf, während das Befessigungsteil 1 einen Eingriffsbereich 19 aufweist, der über eine elastische Verformung des Anschlagelements 18 mit diesem in Eingriff bringbar ist.
Die Führungsfläche 33 ist als vertiefte Fläche ausgebildet, die sich von einer Vorderkante des Basisteils 31 des Betätigungshebels 3 zu einer Drehachse 41 der Hebelwelle 4 erstreckt. Außerdem weist die Seilsicherung 7 einen zylinderförmigen Aufbau mit einer radial an einem in Längsrichtung mittleren Bereich des Aufbaus verlaufenden Lageröffnung zur Aufnahme des darin eingesetzten Hülsenteils 53 auf. Die in dieser Weise ausgebildete Sicherung 7 besitzt einen gekrümmten Außenumfang, der in Berührung mit der Nockenfläche 15 gebracht wird und dessen Bereiche mit kleinerem Durchmesser beweglich auf der Führungsfläche 33 über ein Paar Hülsen 71 abgestützt sind. Damit ist für diese Seilsicherung 7 eine Bewegungsbahn bezüglich der Nokkenfläche 15 vorgegeben.
Bei dem in Fig. 4 dargestellten und vorstehend erläuterten Aufbau wird das auf den Betätigungshebel 3 durch manuelle Betätigung desselben an einer bestimmten Position einwirkende Moment auf die Seilsicherung 7 übertragen. Dieses auf den Griffabschnitt des Betätigungshebels 3 einwirkende Moment läßt sich als Produkt einer eingeleiteten Kraft P1, die auf den Hebel 3 aufgebracht wird, multipliziert mit einer Länge L1 eines Antriebsarms erhalten, der durch eine von der Drehwelle 4 auf eine Verlängerung der Linie der eingeleiteten Kraft P1 gefällte Senkrechte definiert wird. Auch wenn die eingeleitete Kraft P1 in Größe und Richtung entsprechend der Betätigung des Betätigungshebels 3 veränderlich ist, ist der Betrag dieser Veränderung vernachlässigbar klein. Deshalb kann die Antriebsarmlänge L1 als im wesentlichen konstant über den gesamten Hub des Hebels 3 angesehen werden, ohne Rücksicht auf die Bettriebsstellung desselben. Andererseits erhält man das auf die Seilsicherung 7 einwirkende Moment als Produkt einer abgegebenen Kraft P2, die in Längsrichtung des innenliegenden Seilstücks 51 wirksam ist, verbunden mit der eingeleiteten Kraft P1 des Betätigungshebels 3, multipliziert mit einer Länge L2 eines Abtriebsarms, der durch eine von der Hebelwelle 4 auf eine Verlängerung der Linie der abgegebenen Kraft P2 gefällte Senkrechte definiert wird. Da die Größe des auf den Griffbereich einwirkenden Moments und des auf die Seilicherung 7 einwirkenden Moments im wesentlichen gleich ist, erhält man folgendes:
(P1) × (L2) = (P2) × (L2) Gleichung (a)
(P2) = ((P1) × (L1)) / (L2) Gleichung (b)
Dies bedeutet, das es möglich ist, die abgegebene Kraft P2 durch Veränderung der Abtriebsarmlänge (L2) zu verändern.
Es wird angenommen, daß ein kleiner Weg, über den eine Bewegung des Betätigungsabschnitts 32 durch eine Einheit der auf den Betätigungshebel 3 geleiteten Kraft P1 an einer bestimmten Betriebsposition des Hebels 3 herbeigeführt wird, dδp beträgt, und ein kleiner Weg der Bewegung des innenliegenden Seilstücks 51, die durch eine Einheit der eingeleiteten Kraft P1 herbeigeführt wird, dδq betragt, so gilt nach dem Momenterhaltungssatz:
(P1) × (dδp) = /P2) × (dδq) Gleichung (c)
Unter Heranziehung der Gleichung (b) kann Gleichung (c) auch folgendermaßen umgeschrieben werden:
(dδq) = (dδp) / /L1) × (L2) Gleichung (d)
Dann ist es möglich, die winzige Bewegungsdistanz dδq durch Veränderung der Abtriebsarmlänge L2 zu verändern. Damit kann Gleichung (c) auch noch wie folgt um geschrieben werden:
(P1)/(P2) = (dδq)/(dδp) = (R2) Gleichung (e)
wobei R2 das Seilbewegungsverhältnis bedeutet.
Die eingeleitete Kraft P1 des auf den Betätigungshebel 3 einwirkenden Moments wird als im wesentlichen konstant angenommen, und damit verändert sich das Seilbewegungsverhältnis R2 umgekehrt proportional zur abgegebenen Kraft P2 des innenliegenden Seils 51. Somit kann Gleichung (e) auch folgendermaßen ausgedrückt werden:
(R1) = 1 / R(2) Gleichung (f)
wobei R1 das Kraftübertragungsverhältnis ist.
Deshalb verändert sich das Kraftübertragungsverhältnis R1 umgekehrt proportional zum Seilbewegungsverhältnis R2.
Als nächstes wird nun die Ausbildung der Nockenfläche 15 anhand der Grafiken gemäß Fig. 5 und 6 beschrieben, die jeweils Kurven f1 und f2 der Funktion des Kraftübertragungsverhältnisses R1 bzw. des Seilbewegungsverhältnisses R2 zeigen.
In Fig. 6 gibt die Funktionskurve f1 die Veränderung des Kraftübertragungsverhältnisses R1 wieder, bezogen auf die Veränderung des Betrags der Betätigung des Betätigungshebels 3, der auf der X-Achse aufgetragen ist. In Fig. 5 gibt die Funktionskurve f2 die Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses R2 gegenüber der Veränderung des Betrags der Betätigung des Betätigungshebels 3 wieder, der auf der X-Achse aufgetragen ist. In diesen Graphiken besteht der Gesamthub des Betätigungshebels 3 aus zwei kontinuierlichen Bereichen zwischen dem Anfangspunkt Ss der Hebelbewegung und dem Endpunkt Se der Hebelbewegung, d.h. aus einem wirkungslosen Hub bzw. Tothub (d.h. Spiel) S1 vor und bis zum Kontakt eines Bremsbelags mit der Felge eines Rades des Fahrrads und einem wirksamen Hub bzw. Arbeitshub S2, während dem der Bremsbelag tatsächlich die umlaufende Felge nach Herstellung dieses Kontakts abbremst.
Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel weist nun, wie Fig. 2 am deutlichsten zeigt, die Nockenfläche 15 erste und zweite Nockenflächen 16 und 17 mit unterschiedlicher Krümmung auf, wodurch das Seilbewegungsverhältnis R2 in der nachstehend beschriebenen Weise verändert wird.
Die erste Nockenfläche 16, die dem Tothub S1 entspricht, ist als Kurve ausgebildet, die sich von einem von der Drehachse 41 der Hebelwelle 4 weiter entfernt liegenden Punkt aus erstreckt und sich allmählich dieser Achse 41 annähert, um so einen Mittelpunkt 72 der Seilsicherung 7 allmählich näher an die Drehachse 41 heranzubringen, je länger am Hebel gezogen wird. Dementsprechend ist während des Tothubs S1 das Seilbewegungsverhältnis R2 relativ groß, weshalb ein kleiner Betrag der Zugwirkung auf den Hebel den Bremsbelag und die Felge rasch miteinander in Berührung bringen und anschließend die Abbremsung herbeiführen kann, auch wenn der Belag und die Felge mit relativ großem Abstand dazwischen ausgebildet sind. Die zweite Nockenfläche 17 ist durchgehend von einem äußeren Ende 16e der soeben beschriebenen ersten Nockenfläche 16 aus gebildet, und damit verläuft die Funktionskurve f2 des Seilbewegungsverhältisses R2 über den gesamten Hub des Betätigungshebels 3 kontinuierlich.
Insbesondere ist bei diesem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel, bei dem die vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Nockenflächen 16 und 17 vorgesehen sind, in der Nähe eines Endes Sie des Tothubs S1, entsprechend dem äußeren Ende 16e der ersten Nockenfläche 16, d.h. in dem Grenzbereich zwischen dieser ersten und zweiten Nockenfläche, ein Differentialkoeffizient der Funktionskurve f2 des Seilbewegungsverhältnisses R2, das sich entsprechend dem Betrag der Betätigung des Betätigungshebels 3 verändert, auf der Seite des Ausgangspunkts Ss der Hebelbewegung kleiner als auf der gegenüberliegenden Seite, auf der sich der Endpunkt Se der Hebelbewegung senkrecht zum Ende S1e des Tothubs befindet. Dies wird aus einem Vergleich der Neigungen einer an die Funktionskurve f2 angelegten Tangente X für den Tothub S1 gegenüber einer an die Funktionskurve f2 angelegten weiteren Tangente Y für den Arbeitshub S2 völlig verständlich. Die vorgenannte "Nähe" des Endes S1e des Tothubs S1 ist so zu verstehen, daß in diesen Bereich der Punkt des Endes S1e an sich fällt. Darüberhinaus ist dieses Ende S1e des Tothubs S1 durch die Auslegung der gesamten Bremsanlage, z.B. auch des Bremsbelags, vorgegeben, und das Ende S1e kann sich von einem Ende eines von der Konstruktion abhängigen tatsächlichen Totbereichs unterscheiden.
In Fig. 5 und 6 geben die strichpunktierten Linien die Funktionskurven für das Seilbewegungsverhältnis R2 und das Kraftübertragungsverhältnis R1 an, das sich bei einer herkömmlichen Bremsbetätigungsvorrichtung ergibt. Außerdem bezeichnet die Kennzeichnung S2' einen Arbeitshub bei dieser herkömmlichen Vorrichtung. Im Vergleich hierzu ist der Arbeitshub 52 bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung größer als der Hub S2' bei der herkömmlichen Vorrichtung, was bedeutet, das sich mit ersterer eine bessere Bremsleistung als mit der letzteren erzielen läßt.
Im folgenden wird nun ein zweites Ausführungsbeispiei der Erfindung anhand von Fig. 7 beschrieben.
Eine Bremsbetätigungsvorrichtung entsprechend diesem zweiten Ausführungsbepiel ist für den Einsatz bei sogenannten Tourenrädern für jedes Gelände (die im allgemeinen als ATB-Räder bezeichnet werden) konstruiert. In Fig. 7 mit der Darstellung dieser Vorrichtung werden gleiche Bestandteile und Elemente wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auch mit denselben Bezugszeichen und Kennzeichnungen angegeben. Das Bezugszeichen 35 gibt ein um eine Hebelwelle 4' relativ zu einem Befestigungsteil 1' bei Drehbetätigung eines Betätigungshebels 3' schwenkbares Aufwickelteil an, womit das innenliegende Seilstück 51 aufgewickelt werden kann. Dieses Aufwickelteil 35 weist an einer Stelle auf seinem Außenumfang 36 einen Sicherungsabschnitt 37 zum Sichern des äußeren Endes der Hülse 53 auf und damit zieht bei Zugwirkung auf den Betätigungshebel 3' das Aufwickelteil 35 das innenliegende Seil 51 um seinen Außenumfang 36 und rollt es dabei auf. Außerdem ist der Außenumfang 36 so ausgebildet, daß sein Abstand von der Hebelwelle 4' sich entsprechend der Betriebsstellung des Betätigungshebels 3' verändert, wodurch die Abtriebsarmlänge L2 des auf das innenliegende Seil einwirkenden Moments und infolgedessen auch das Seilbewegungsverhältnis R2 mit Sicherheit verändert werden.
Anhand von Fig. 8 wird als nächstes nun ein drittes Ausführungsbeispiel beschrieben.
Eine Bremsbetätigungsvorrichtung entsprechend diesem dritten Ausführungsbeispiel ist ebenfalls, wie das zweite Ausführungsbeispiel, für den Einsatz bei einem Fahrrad der ATB-Bauweise ausgelegt. Bei dieser Vorrichtung ist auf der Basis des Betätigungshebels 3' auf einer Seite desselben eine Welle angeordnet, auf welcher eine Seilsicherung 38 schwenkbar angebracht ist. Andererseits ist auf dem Befestigungsteil 1' an einer in Schwenkrichtung des Hebels 3' vorn liegenden Stelle eine Kontaktrolle 39 drehbar angeordnet, die bei Zugwirkung auf den Hebel mit dem innenliegenden Seilstück in Kontakt gebracht wird. Bei Betätigung, wobei am Betätigungshebel 3' gezogen wird, bewegt sich als erstes das innenliegende Seilstück 51 näher an die Hebelwelle 4' heran, wodurch die Abtriebsarmlänge L2 des Seils allmählich verkürzt wird. Danach gelangt bei weiterer Zugwirkung auf den Hebel 3' das innenliegende Seilstück 51 mit der Kontaktrolle 39 in Berührung, wodurch sich die Richtung der abgegebenen Kraft P2 des auf das Seil 5 einwirkenden Moments verändert und damit nach dem Kontakt die Abtriebsarmlänge L2 verlängert. Auf diese Weise kann die Vorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel das Seilbewegungsverhältnis R2 verändern.
Nun wird anhand von Fig. 9 ein viertes Ausführungsbeispiei als nächstes beschrieben.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel umfaßt die Nockenfläche 15 eine erste Nockenfläche 16 und eine zweite Nockenfläche 17. Bei diesem vierten Ausführungsbeispiel entfällt nun die zweite Nockenfläche 17. In diesem Fall wird die Führungsfläche 33 so geformt, daß die Führungsfläche 33 und eine Linie Z entlang der Seilzugrichtung einen Winkel α von höchstens 90º bilden, wenn die Seilsicherung 7 sich über das äußere Ende 16e' hinausbewegt hat, wodurch verhindert wird, das sich die Seilsicherung 7 vom Ende der Führungsfläche 33 über ein äußeres Ende 16e' der ersten Nockenfläche 16' hinaus löst.
Nachfolgend werden nun einige andere Ausführungsbeispiele der Erfindung besonders beschrieben.
Wie Fig. 10 zeigt, kann die Funktion f2 einen allmählich ansteigenden Wert bis zum Endpunkt Se der Hebelbewegung aufweisen. Umgekehrt kann, wie in Fig. 11 dargestellt ist, der Wert der Funktion f2 allmählich in gleicher Richtung abnehmen.
Außerdem ist es gemäß der Darstellung in Fig. 12 auch vorstellbar, daß der Wert des Seilbewegungsverhältnisses R2 in der Nähe des Endes S1e des Tothubs deutlich abfällt, während er über den gesamten Arbeitshub konstant bleibt. Außerdem kann die Funktion f2 des Seilbewegungsverhältnisses R2 in der Nähe des Endes S1e des Tothubs unstetig sein, auch wenn dies nicht dargestellt ist.
Bei allen vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Kraftübertragungsverhältnis R2 durch eine Veränderung der Abtriebsarmlänge L2 verändert. Stattdessen könnte auch das Verhältnis R1 durch eine Veränderung der Antriebsarmlänge L1 verändert werden. Darüberhinaus ist es auch vorsstellbar, das beide Armlängen L1 und L2 verändert werden, um ein solches veränderliches Kraftübertragungsverhältnis R1 zu erzielen. Zu diesem Zweck könnte eine Vierfach-Gelenkmechanik aufgebaut werden, indem der Betätigungshebel 3 mittels eines Paares von Verbindungsgliedern an dem Befestigungsteil 1 drehbar angebracht wird. Durch entsprechende Einstellung der Abstände zwischen den Drehpunkten bei dieser Mechanik kann dann die Antriebsarmlänge L1 zur Veränderung des Kraftübertragungsverhältnisses R1 auf einen gewünschten Wert entsprechend eingestellt werden.
Die an der Vorderseite 1c des Befestigungsteils 1 angebrachte Nockenfläche 15 kann auch an einer der beiden Seitenflächen 1a, 1b angebracht werden. In diesem Fall werden die gegenüberliegenden Enden der Seilsicherung 7 nach außen so verlängert, daß sie mit der Nockenfläche 15 direkt oder über Hülsen oder dergleichen in Berührung kommen. Die spezielle Ausbildung der Nockenfläche 15 beschränkt sich nicht auf die Konstruktion, die für das erste Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, sondern kann auch anders ausgeführt werden, je nachdem, wie bequem dies jeweils ist.
Wie vorstehend beschrieben und in der Zeichnung dargestellt, bleibt die am Betätigungshebel 3 abgestützte Seilsicherung 7 vorzugsweise außer Verbindung mit dem Seil 5. Dennoch kann die Sicherung 7 bei bestimmten Anlässen mit dem Seil 5 verbunden sein. Mit anderen Worten ist der spezielle Aufbau dieser Seilsicherung 7 nicht für die vorliegende Erfindung wesentlich.
Angesichts der Gesichtspunkte wie beispielsweise der Austausch der Nockenfläche 15 wegen Abnutzung oder deren Austauschbarkeit gegen eine andere Konstruktion besteht bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Nockenfläche 15 aus Kunststoffmaterial und wird separat vom Befestigungsteil ausgeführt, wodurch sie ungehindert von diesem abgenommen werden kann. Stattdessen kann die Nockenfläche 15 auch als integraler Bestandteil des Befestigungsteils 1 ausgebildet werden.
Das in einer Ummantelung verlaufende Seil 5 mit dem Außenmantel 5 kann auch durch das innenliegende Seil 51 allein ersetzt werden.
Die Erfindung kann auch in anderen spezilien Formen ausgeführt werden, ohne von ihrem Wesen oder ihren wesentlichen Merkmalen abzuweichen. Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele sind somit in jeder Hinsicht nur als beispielhaft und keinesfalls einschränkend anzusehen, während sich der Umfang der Erfindung aus den beiliegenden Ansprüchen und weniger aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, wobei alie Veränderungen im Rahmen der Äquivalenz in den Ansprüchen somit unter diese Ansprüche fallen.

Claims

1. Bremsbetatigungsvorrichtung für Fahrräder, welche folgendes aufweist:

ein Halterungselement (2);

einen drehbar mit dem Halterungselement (2) über eine Hebelwelle (4) verbundenen Betätigungshebel (3), der so betätigbar ist, daß er auf ein damit verbundenes Seil (5) eine Zugwirkung ausübt;

eine im Ansprechen auf eine Betätigung des Betätigungshebels (3) betätigbare Mechanik (6) zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses, welche ein Seilbewegungsverhältnis (R2), das durch Division eines Bewegungsbetrags (dδq) des Seils, der durch einen Betrag (dδp) der Bewegung des Betätigungshebels (3) aus einer seiner Positionen hervorgerufen wird, durch den Betätigungsbetrag (dδq) des Betätigungshebels erhalten wird,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Mechanik (6) zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses eine erste und zweite Nockenfläche aufweist, wobei die erste Nokkenfläche einem Tothub (S1) des Betätigungshebels (3) für den Fall entspricht, daß die Bremsbacke nicht mit einer Felge in Berührung steht, und wobei die zweite Fläche einem Arbeitshub (S2) des Betätigungshebels (e) für den Fall entspricht, daß die Bremsbacke wirksam zur Herbeiführung einer Bremswirkung mit der Felge in Berührung steht,

und dadurch, daß

die erste und die zweite Nockenfläche so geformt sind, daß im Bereich des Übergangs vom Tothub (S1) zum Arbeitshub (S2) ein Differentialkoeffizient einer Funktion, bei der das Seilbewegungsverhältnis (R2) als Wert und der Betätigungsbetrag (dδq) als Variable eingesetzt sind, auf der Seite des Tothubs (S1) kleiner ist als auf der Seite des Arbeitshubs (S2).

2. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mechanik (6) zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses das Seilbewegungsverhältnis (R2) dadurch verändert, daß das Verhältnis zwischen einer Hebelarmlänge (L1) des auf ein Griffstück des Hebels (3) einwirkenden Moments unter Schwenkbewegung desselben um die Hebelwelle (4) des Betätigungshebels (3) unter einer Hebelarmlänge (L2) des auf das Seil (5) einwirkenden Moments verändert wird.

3. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel (3) einen Seilverbindungsabschnitt (7) aufweist, über welchen das Betatigungsseil (5) mit dem Betatigungshebel (3) verbunden ist,

und daß

die erste und zweite Nockenfläche der Mechanik zur Veränderung des Seilbewegungsverhältnisses als Nockenmechanik fungieren, welche den Seilverbindungsabschnitt (7) zur Bewegung in einer Bewegungsrichtung (5) so veranlaßt, daß der Seilverbindungsabschnitt (7) sich näher zur Hebelwelle (4) hin und von dieser weg bewegt.

4. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungshebel weiterhin eine eine Bewegung gestattende Fläche (33) aufweist, welche eine Bewegung des Seilverbindungsabschnttts zur Hebelwelle (4) hin und von dieser weg zuläßt.

5. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Nockenfläche (16) als gekrümmte Fläche ausgebildet ist, die sich von einem von einem Punkt auf der Achse (41) der Hebelwelle (4) am weitesten entfernten Punkt auf der ersten Nockenfläche aus erstreckt und sich allmählich an die Schwenkachse annähert.

6. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Nockenfläche (17) durchgehend von einem Ende (16e) der ersten Nockenfläche (16) gebildet wird.

7. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Nockenfläche (16, 17) innerhalb des Halterungselements (1) angeordnet sind.

8. Bremsbetätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und die zweite Nockenfläche (16, 1) als von der Halterung getrennte Einheit ausgebildet und lösbar an dieser befestigt sind.

9. Bremsbetätigungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Bewegung gestattende Fläche (33) ein linearer Schlitz ist, der auf dem Betätigungshebel vorgesehen ist.