Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
BRAKE DEVICE FOR TWO-WHEELED OR THREE-WHEELED VEHICLES
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/024779
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a brake device, in particular a brake device for two-wheeled or three-wheeled vehicles, for example training bicycles. The brake device exhibits a high degree of reliability for the user, in particular for the child. The brake device comprises a spring element (8) and a brake element (1). The spring element can be a leg spring or a pressure spring for example. The brake element can be designed in the form of a brake pad or in the form of brake jaws for example. The spring element is mechanically connected to the brake element and exerts a force onto the brake element. In this manner, a continuing brake effect is forced. According to the invention, the brake device additionally comprises at least one pneumatic system (3) by means of which the continuing force acting on the brake element (1) is counteracted.

Inventors:
SCHÜTT, Mario (Doberaner Str. 110 MBE, Rostock, 18057, DE)
MENNENGA, Heyo (Sonnenblumenweg 90, Rostock, 18119, DE)
Application Number:
EP2017/069545
Publication Date:
February 08, 2018
Filing Date:
August 02, 2017
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SCHÜTT, Mario (Doberaner Str. 110 MBE, Rostock, 18057, DE)
International Classes:
B60T7/16; B62L3/00
Domestic Patent References:
WO1989004790A11989-06-01
Foreign References:
US20080114519A12008-05-15
US1006239A1911-10-17
DE10017576A12001-09-13
EP2489562A12012-08-22
Attorney, Agent or Firm:
GARRELS, Sabine (Schonenfahrerstr. 7, Rostock, 18057, DE)
Download PDF:
Claims:
Ansprüche

1. Bremsvorrichtung für ein Rad (10) eines zwei- oder dreirädrigen Fahrzeugs umfassend ein Bremselement (1 ) und ein pneumatisches System (3), wobei das pneumatische System (3) mindestens ein kraftausübendes, volumenveränderliches Element (3a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische System (3)mindestens eine bei jedem Bremszyklus aktivierte elektrische Pumpe (3b) aufweist und das pneumatische Systrem derart ausgestaltet ist, dass das wenigstens eine kraftausübende, volumenveränderliche Element (3a) das Bremselement entgegen der Kraft wenigstens eines Federelements (8) löst und eine Be- oder Entlüftung des wenigstens einen kraftausübenden, volumenveränderlichen Elements (3a) den Bremsvorgang auslöst und allein das wenigstens eine Federelement die Bremskraft ausübt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das

pneumatische System zusätzlich mindestens ein Ventil zur Belüftung oder zur Entlüftung des kraftausübende, volumenveränderlichen Elementes (3a) aufweist.

3. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das pneumatisches System (3) einen Drucksensor und/oder ein Rückschlagventil aufweist.

4. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass das Bremselement (1 ) über ein kraftübertragendes Element (4) mit dem kraftausübenden, volumenveränderlichen Element (3a) mechanisch verbunden ist.

5. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung eine Haltevorrichtung (5) aufweist und das kraftübertragende Element (4) über Verbindungselemente (6) mit der

Haltevorrichtung (5) mechanisch verbunden ist.

6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die

Haltevorrichtung (5) als Gepäckträger ausgestaltet ist.

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung eine oder mehrere Leuchtmittel aufweist, die auch zur Anzeige der Funktion der Bremsvorrichtung dienen.

8. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass ein Schaltelement (9) angeordnet ist, um den Zustand der Bremsvorrichtung zu detektieren.

9. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch

gekennzeichnet, dass ein Stellungsmelder angeordnet ist, der derart ausgestaltet ist, dass er die Stellung des Bremselements (1 ) detektieren kann.

10. Bremsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das

Schaltelement (9) an der Haltevorrichtung (5) angeordnet ist.

1 1. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung eine Steuerungseinheit aufweist.

12. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgestaltet ist, dass sie

Zustände des Systems wie Stabilität des Funkverkehrs mit der Fernbedienung und/oder Drucksensor und/oder Stellungsmelder und/oder Laufzeit der Pumpe und/oder Ansprechzeit des Ventils auswertet und hieraus anormale Betriebszustände erkennt, die zum Auslösen eines Bremsvorgangs führen.

13. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung Mittel zur Ortsbestimmung aufweist.

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE

beim Internationalen Büro eingegangen am 27 Dezember 2017 (27.12.2017)

1. Bremsvorrichtung für ein Rad (10) eines zwei- oder dreirädrigen Fahrzeugs umfassend ein Bremselement (1 ), ein pneumatisches System (3), wobei das pneumatische System (3) mindestens ein kraftausübendes, volumenveränderliches Element (3a) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das pneumatische System (3) mindestens eine bei jedem Bremszyklus aktivierte elektrische Pumpe (3b) aufweist und das pneumatische System (3) derart ausgestaltet ist, dass für eine Nutzung des zwei- oder dreirädrigen Fahrzeugs das wenigstens eine kraftausübende, volumenveränderliche Element (3a) das Bremselement (1 ) vom Rad (10)_entgegen der Kraft wenigstens eines Federelements (8) löst und eine Be- oder Entlüftung des wenigstens einen kraftausübenden, volumenveränderlichen Elements (3a) den Bremsvorgang auslöst und allein das wenigstens eine Federelement (8) die Bremskraft ausübt.

2. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerungseinheit angeordnet ist, um den Zustand der Bremsvorrichtung zu detektieren.

3. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgestaltet ist, dass Druckänderungen am pneumatischen System (3) erfasst werden können.

4. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Stellung des Bremselements erfasst werden kann.

5. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgestaltet ist, dass zeitliche Abläufe von Vorgängen im Zusammenhang mit der Bereitmachung oder Nutzung der Bremsvorrichtung erfasst werden können.

6. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgebildet ist, dass die Ansprechzeit des Ventils erfasst werden kann.

17

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

7. Bremsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit derart ausgebildet ist, dass von der Norm abweichende Betriebszustände des Bremselements erfasst werden können.

8. Bremsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung mittels einer Fernbedienung von einer Ruhestellung mit gebremsten Rad in eine Nutzungsstellung mit gelöstem Rad überführt werden kann.

9. Bremsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsvorrichtung Mittel zur Ortsbestimmung aufweist.

18

GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)

Description:
Bremsvorrichtung für zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge

[0001] Die Erfindung betrifft eine Bremsvorrichtung für zwei- oder dreirädrige

Fahrzeuge, beispielsweise Kinder-Laufräder. Die Bremsvorrichtung bietet ein hohes Maß an Sicherheit für den Benutzer, beispielsweise für das Kind.

[0002] Im Stand der Technik sind bremsbare zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge in Form von Fahrrädern, Laufrädern, Rollern usw. bekannt. Die meist verwendeten Bremsarten bei zwei- oder dreirädrige Fahrzeugen sind der Rücktritt, die Block-, die Felgen- oder die Scheibenbremse. Während bei dem Rücktritt die Bremswirkung am Hinterrad durch Zurücktreten der Pedalen erreicht wird, sind bei Block-, Felgen- und Scheibenbremsen Bremshebel am Lenker erforderlich.

[0003] Gerade für Kinder ist eine manuelle Betätigung von Bremshebeln am Lenker mit hohem Kraftaufwand oder die Benutzung eines Rücktritts eine koordinative Herausforderung, so dass viele Kinder die Bremsen nicht nutzen oder an Laufrädern gar keine Bremsvorrichtungen installiert sind. Zudem sind Kinder im Straßenverkehr sehr unaufmerksam, so dass sie in Gefahrensituationen oft nicht bremsen, selbst wenn sie es beherrschen.

[0004] Hinzu kommt, dass Kinder einfach drauflosfahren und einen größer werdenden Abstand zwischen sich und den Eltern bzw. den Begleitpersonen der Kinder nicht bemerken oder gerne in Kauf nehmen. Zudem können Kinder auf sie zukommende Gefahren schlecht einschätzen, so dass es wünschenswert wäre, wenn Eltern bzw. die Begleitpersonen auch aus der Ferne auf das Fahrverhalten der Kinder über deren Fahrzeuge Einfluss nehmen können.

[0005] Daher wurde eine Bremsanlage entwickelt, die unter www.minibrake.com der Öffentlichkeit zugänglich gemacht worden ist. Bei dieser Bremse ist ein

Bremselement unterhalb des Sattels des Kindes derart angeordnet, dass beim Auslösen des Bremsvorganges eine Bremsbacke aus einem Lagerungszustand in Richtung des Reifens kippt und beim Bremsvorgang durch das Rollen des Rades auf den Reifen gedrückt wird. Sobald ein Bremsvorgang von den Begleitpersonen eingeleitet werden soll, muss an einer Fernbedienung ein Knopf gedrückt werden. Diese Vorrichtung hat die Eigenschaft, dass der Bremsvorgang plötzlich mit großer Kraft ausgeübt wird. Gerade bei jüngeren Kindern, die das sichere Radfahren erst noch erlernen müssen, könnte dieses zu Unfällen führen. Nach der Bremsung muss eine Begleitperson das Fahrrad wieder fahrbereit machen.

[0006] Zur Unterstützung des Bremsvorganges wurde in der WO 89/04790 eine Bremsvorrichtung offenbart, die auf einem pneumatischen System beruht. Eine Druckgasflasche ist hierbei mittels einer Leitung mit einem Zylinder verbunden. Beim Auslösen des Bremsvorgangs wird Druckgas aus der Druckgasflasche in den Zylinder geleitet. Der dadurch verursachte Hub des Kolbens wirkt auf die Bremse des Fahrrades und bremst dieses ab. Vor allem für Kinder dürfte diese Erfindung nicht geeignet sein, da die Druckgasflasche ein hohes Eigengewicht mit sich bringt.

Zudem ist eine Fernbedienung nicht vorgesehen.

[0007] Diese ist aus den Schriften DE 10017576 A1 und EP 2489562 A1 bekannt. Die dort offenbarten fernbedienbaren Auslöser eines Bremsvorganges wirken allerdings direkt auf das vorhandene Bremssystem des Fahrrades. Im Einzelfall kann dies zur Gefährdung des Fahrers führen, insbesondere wenn es ein Kind ist, da die unmittelbar wirkende Bremse ein ruckhaftes Bremsen verursacht, so dass das Kind stürzen könnte.

Darstellung der Erfindung

[0008] Aus diesem Grund ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Bremsvorrichtung bereitzustellen, die insbesondere für zwei- oder dreirädrige Fahrzeuge, geeignet ist, die konstruktiv bedingt fehlertolerant ist und ein hohes Maß an Sicherheit für den Benutzer des zu bremsenden Fahrzeugs gewährleistet. Dabei soll die Bremse schnell wirken, ohne ruckweise einzusetzen und aus der Ferne rückstellbar sein. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Bremsvorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst, wobei die abhängigen Ansprüche Ausgestaltungen des ersten Anspruches darstellen.

[0009] Eine Bremsvorrichtung für ein Rad eines zwei- oder dreirädrigen Fahrzeugs nach dem Stand der Technik umfasst ein Bremselement und ein pneumatisches System, welchesmindestens ein kraftausübendes, volumenveränderliches Element aufweist. Erfindungsgemäß weist das pneumatische System darüber hinaus mindestens eine bei jedem Bremszyklus aktivierte elektrische Pumpe auf. Die Bremsvorrichtung weist keinen Druckspeicher auf. Dabei ist das pneumatische System derart ausgestaltet, dass das wenigstens eine kraftausübende

volumenveränderliche Element das Bremselement entgegen der Kraft wenigstens eines Federelemenets vom Rad löst und eine Volumenänderung des

kraftausübenden, volumenveränderlichen Elements den Bremsvorgang auslöst, jedoch allein wenigstens ein Federelement die Bremskraft ausübet. Die erneute Volumenänderung erfolgt im Fall der Kraftausübung durch Druck mittels Entlüftung, bei Kraftausübung durch ein Vakuum wird die Volumenänderung mittels Belüftung erreicht. Das wenigstens eine Federelement presst damit das Bremselement an das Rad, sobald ein ausreichender Druckausgleich in dem wenigstens einen

kraftausübenden, volumenveränderlichen Element hergestellt ist. Dieses führt dazu, dass die Abbremsung mit der nötigen Geschwindigkeit erfolgt, ohne das ein hartes Eingreifen einer Bremse zu einer gefährlichen Situation für den Fahrer, für den diese Bremsung unerwartet kommt, führt.

[0010] Das pneumatische System kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Die darin eingesetzte Pumpe kann sowohl eine Druckpumpe, welche Überdruck erzeugt, als auch eine Saugpumpe, welche einen Unterdruck erzeugt, als auch als eine umkehrbare Pumpe also peristaltische Pumpe ausgestaltet sein. Weitere

Ausführungsformen der Pumpe sind denkbar. Sofern statt einer peristaltischen Pumpe eine Saug- oder Druckpumpe zum Einsatz kommt, ist erfindungsgemäß weiterhin mindestens ein Ventil vorzusehen. Beide Varianten weisen Leitungen auf, welche das mindestens eine kraftausübende, volumenveränderliche Element, das mindestens eine Ventil und die mindestens eine Pumpe miteinander verbinden. Mit dem Ventil ist ein Be- oder Entlüften des kraftausübenden, volumenveränderlichen Elementes möglich. Durch die Pumpe oder durch das Ventil wird eine

Druckänderung im Inneren des kraftausübenden, volumenveränderlichen Elementes bewirkt. Eine Druckerhöhung oder ein Belüften mit dem Ventil führt zu einer

Volumenvergrößerung, eine Druckverringerung oder ein Entlüften mit dem Ventil zu einer Volumenverkleinerung. Die Volumenverkleinerung und - Vergrößerung führt zu einer Bewegung des Bremselementes über ein kraftübertragendes Element. Vorteilhafterweise weist das pneumatische System eine Zustandsüberwachung auf, mit der z.B. Undichtigkeiten oder nicht ausreichendem Druck erkannt werden. So kann verhindert werden, dass durch das pneumatische System eine zu geringe Kraft auf das kraftübertragende Element wirkt, so dass es zu ungewollten Bremsungen kommt. Der Druck im pneumatischen System könnte z.B. mittels eines Drucksensors erfolgen. Bei einer Abnahme des Drucks oder bei inaktiver Druckbeaufschlagung könnte so ein Druckausgleich stattfinden. Um einen Rückfluss über die Pumpe zu verhindern, wird vorgeschlagen, ein Rückschlagventil einzuführen.

[001 1] So ist es denkbar, dass das kraftauübende , volumenveränderliche Element ein Gefäß mit flexiblen Wänden, ein Balg, ein Metallbalg, ein Luftkissen und/oder einer Zylinder-Kolben-Kombination ist. Weitere Ausführungsformen des

kraftausübenden, volumenveränderlichen Elements sind denkbar.

[0012] Das Bremselement ist über das kraftübertragende Element mit dem

pneumatischen System der Bremsvorrichtung mechanisch verbunden. Das kraftübertragende Element kann beispielsweise in Form einer Wippe, einem Hebel und/oder einer Druckplatte ausgestaltet sein. Weitere Ausführungsformen des kraftübertragenden Elementes sind denkbar. Das kraftübertragende Element kann auch gänzlich entfallen, ohne dass der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird. Die Bremsvorrichtung weist eine Haltevorrichtung auf, durch die die

Bremsvorrichtung am Fahrzeug befestig wird. Das kraftübertragende Element ist über Verbindungselemente, beispielsweise eine Achse mit der Haltevorrichtung mechanisch verbunden ist.

[0013] An der Bremsvorrichtung ist bevorzugt ein Schaltelement angeordnet, um die Stellung der Bremsvorrichtung zu detektieren. Das Schaltelement ist an der

Haltevorrichtung in der Art, angeordnet, dass bei der durch das pneumatische System verursachten Bewegung des kraftübertragenden Mittels und der damit verbundenen Bewegung des Bremselementes, das Schaltelement seinen

Schaltzustand oder sein Ausgangssignal ändert.

[0014] Die Haltevorrichtung ist mit dem Rahmen des zwei oder dreirädrigen

Fahrzeugs verbunden. So werden beim Bremsvorgang entstehende Kräfte auf den Rahmen übertragen. Weiterhin kann die Haltevorrichtung auch als Gepäckträger ausgestaltet sein.

[0015] Bevorzugt weist die Bremsvorrichtung eine intelligente Steuerungseinheit am zwei- oder dreirädrigen Fahrzeug, beispielsweise in Form eines Mikroprozessors, auf. Die Steuerungseinheit empfängt und bewertet Eingangssignale und gibt

Ausgangssignale aus. Ausgangssignale können beispielsweise Ansteuersignale für das druckändernde Element, für das Ventil, für den Betrieb und/oder die Wirkrichtung der Pumpe und/oder für Signalisierungsmittel sein. Eingangssignale entstehen durch Betätigung des Schaltelements durch die Begleitperson und werden durch die

Ermittlung des Zustands der Bremsvorrichtung (Bremse gelöst, Bremse nicht gelöst) bereitgestellt. Ausgangssignale entstehen dauernd durch Austausch mit dem

Schaltelements. Weitere Signale können von Sensoren, beispielsweise von dem Drucksensor des pneumatischen Systems, empfangen und ausgewertet werden.

[0016] Die Vorrichtung weist weiterhin ein Betätigungselement auf, welches in einem Wirkzusammenhang mit dem pneumatischen System steht. Das Betätigungselement ist ein elektrisches Schaltelement, welches über eine elektronische Verbindung mit dem pneumatischen System und/oder der Steuereinheit verbunden ist. Die

elektronische Verbindung ist bevorzugt eine drahtlose Verbindung, wobei das

Betätigungselement auf mindestens einer Fernbedienung angeordnet ist. Es ist dabei auch denkbar, dass die Fernbedienung ein mobiles Telefon, ein SmartPhone oder eine SmartWatch ist und das Betätigungselement in einer geeigneten Software auf dem mobilen Telefon, dem SmartPhone oder der SmartWatch oder eine

sogenannten App integriert ist.

[0017] Für eine erhöhte Sicherheit, weist die Bremsvorrichtung Mittel zur

Ortsbestimmung, beispielsweise einen GPS-Empfänger, auf. In Kombination mit einer entsprechenden Software, welche durch die Steuereinheit verarbeitet wird, wird eine ortsabhängige Bremsung des Fahrzeugs an einem zuvor bestimmten und abgespeicherten Ort ober bei Abweichung von einem vorgegebenen / gespeicherten Weg ermöglicht. Auf diese Weise können Positionen beispielsweise von stark befahrenen Straßenkreuzungen in der Bremsvorrichtung eingespeichert werden und jedes Mal, wenn das Kind sich mit dem Fahrzeug in der Nähe dieser

Straßenkreuzung befindet, wird das Fahrzeug automatisch abgebremst. [0018] Die Bremsvorrichtung weist eine Energieversorgungseinrichtung auf. Die Energieversorgungseinrichtung ist mindestens eine Batterie oder mindestens ein Akkumulator. Es ist denkbar, dass die Energieversorgungseinrichtung Mittel aufweist, mit welchen die Energieversorgungseinrichtung mit einem Stromnetz, einem

Solarpanel und/oder einem Induktionsladegerät verbindbar ist. Es ist dabei auch denkbar, dass das Solarpanel an der Haltevorrichtung oder an dem Fahrzeug selbst befestigt ist.

[0019] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist nachrüstbar. Vorteile der Erfindung liegen, insbesondere bei der Benutzung eines pneumatischen Systems in einer langsamen, dosierbaren Bremswirkung. Das Ablassen oder Zuführen der Luft führt zu einem dosierten Bewegen des Bremselementes und somit zu einem dosierten Abbremsen des Fahrzeugs. Bei einem zu ruckartigen Abbremsen würde,

insbesondere bei Laufrädern, das Kind über den Lenker fallen.

[0020] Weiterhin vorteilhaft ist, dass Begleitpersonen das Kind daran hindern können sich zu weit von ihnen zu entfernen. Auch bei einer aufkommenden Gefahr, beispielsweise eine große Kreuzung mit viel Straßenverkehr, können die

Eltern/Begleitpersonen in das Fahrverhalten des Kindes eingreifen. Mit einer zusätzlichen Ortungsfunktion können gefährliche Stellen im Straßenverkehr auch direkt in die Steuereinheit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung eingespeichert werden und eine Bremsung des Fahrzeugs an diesen Stellen erfolgt dann

automatisch. Dies erfolgt auch bei der Abweichung von einem vorgegebenen Weg.

[0021] Die Verwendung einer intelligenten Steuereinheit ermöglicht eine

Beobachtung der zeitlichen und logischen Abläufe der Vorgänge in der

erfindungsgemäßen Vorrichtung und bietet darüber hinaus zahlreiche Möglichkeiten der Funktionsüberwachung und -kontrolle. Die Verwendung eines pneumatischen Systems in Verbindung mit einem Federelement sowie in Verbindung mit einem externen Betätigiungselement, welches eine intelligente Steuereinheit bedient, erlaubt eine einfache ebenfalls fernsteuerbare Rückstellung der Bremsvorrichtung in den Ausgangszustand über eine gewisse Entfernung hinweg.

[0022] Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Steuereinheit alle

Zustände des Systems erkennt. Zu diesen Zuständen können die Stabilität des Funkverkehrs mit der Fernbedienung, Signale des Drucksensors, Daten aus dem Stellungssensor, welcher die Stellung des Bremselements detektiert, Laufzeit der wenigstens einen Pumpe für einen Befüllvorgang des kraftübertragenden,

volumenveränderlichen Elements und die Ansprechzeit eines Ventils sowie Ähnliches gehören. Von der Norm abweichende Betriebszustände führen sofort zur Einleitung eines Bremsvorganges, so dass auch in diesem Punkt die Sicherheit des Fahrers in den Fokus gerückt wird. Ein drohender Ausfall des Systems wird erkannt und eine weitere Nutzung des Fahrzeugs unterbunden. Da kein Speicher notwendig ist, kann die vorliegende Erfindung selbst bei kleinsten Fahrzeugen wie Laufrädern

Verwendung finden. Durch die ständige Überwachung des Systems ist ein Ausfall schnell zu erkennen . Die Weiterfahrt wird durch das System dann sofort verhindert, wodurch ein hohes Maß an Sicherheit erreicht wird. Ein weiteres, der Sicherheit die Endes Merkmal ist die konstruktive Gestaltung, durch die bei Ausfall des Systems eine Bremsung herbeigeführt wird. Wesentlich ist auch die Rückstellbarkeit, die die Erfindung vom Stand der Technik abhebt.

Ausführung der Erfindung

[0023] Die Erfindung wird anhand der folgenden Zeichnungen dargestellt. Dazu zeigt Figur 1 ein Laufrad für Kinder mit der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung,

Figur 2 Ausführungsformen einer Bremsvorrichtung mit pneumatischen System a) mit Wippe als kraftübertragendes Element,

b) mit Hebel als kraftübertragendes Element,

c) mit Hebel als kraftübertragendes Element,

d) mit Hebel als kraftübertragendes Element und mit einem vakuumbeaufschlagten Metallbalg und

e) mit Doppel-Hebel als kraftübertragendes Element und einer Druckfeder als Federelement,

Figur 3 schematische Darstellung des Aufbaus des pneumatischen Systems mit einer Druck- oder Saugpumpe, sowie

Figur 4 schematische Darstellung des Aufbaus des pneumatischen Systems mit einer peristaltischen Pumpe. [0024] Die folgenden Angaben "oberhalb", "unterhalb", "links" und "rechts" beziehen sich auf die Darstellungen und nicht auf die erfindungsgemäßen Ausführungen.

[0025] Die in Figur 1 dargestellte erfindungsgemäße Bremsvorrichtung besteht aus einem Bremselement 1 , einem Betätigungselement 2, einer

Energieversorgungseinrichtung und einem pneumatischen System (3), welches eine Kraft auf das Bremselement 1 überträgt, wobei die Bremsvorrichtung mittels einer Haltevorrichtung 5 am Fahrzeug befestigt ist.

[0026] In Figur 1 ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Bremsvorrichtung an einem Laufrad dargestellt. An der Hinterradaufhängung sind jeweils rechts und links des Rades zwei Stützen 51 der Haltevorrichtung 5 befestigt. In der Haltevorrichtung 5 ist das pneumatische System 3 integriert. Dieses umfasst ein druckänderndes Element 3b, beispielsweise einen Kompressor. Weiterhin umfasst das pneumatische System 3 ein Ventil zur Be- oder Entlüftung eines volumenveränderliches Element 3a, hier eines Balges. Zu- und Ableitungen, in Form von Schläuchen, verbinden das druckändernde Element 3b mit dem Ventil und dem volumenveränderlichen Element 3a. Unter der Haltevorrichtung 5, befestigt mit einem Verbindungselement 6, hier einer Achse , ist ein kraftübertragendes Element 4, hier eine Wippe, angeordnet. Die Wippe wird durch die Volumenvergrößerung und Volumenverkleinerung des volumenveränderlichen Elementes 3a, welches sich unterhalb und an dem dem Sattel abgewandten Ende der Haltevorrichtung 5 befindet, bewegt. An dem dem Sattel zugewandten Ende der Wippe ist ein Bremselement 1 in Form eines

Bremsklotzes angeordnet. Durch das Aufpumpen des volumenveränderlichen Elementes 3a und der damit verbundenen Volumenausdehnung wird die Wippe auf der Seite des volumenveränderlichen Elementes 3a nach unten und folglich die andere Seite der Wippe mit dem Bremselement 1 nach oben gedrückt. In dieser Stellung ist die Bremsvorrichtung gelöst. Beim Ablassen der Luft über das Ventil aus dem volumenveränderlichen Elementes 3a und der damit verbundenen

Volumenverkleinerung wird der Bremsklotz 1 durch das Federelement 8 (hier nicht dargestellt) nach unten auf das Rad gedrückt. Durch die Reibung zwischen

Bremselemente und Rad wird eine Bremswirkung erzielt (dargestellt in Figur 1 b). Ein Stabilisierungselement 7, hier eine Stange, welche die Sattelstange mit der

Haltevorrichtung 5 verbindet, nimmt die entstehenden Kräfte beim Bremsvorgang auf. [0027] Die Bremsvorrichtung wird durch ein Betätigungselement 2 angesteuert. Das Betätigungselement 2 ist ein elektrisches Schaltelement, welches in diesem

Ausführungsbeispiel an einer durch die Begleitperson mitgeführten Fernbedienung angebracht ist. Durch Betätigen des Betätigungselementes 2 wird über Funk die Bremsvorrichtung bedient. Somit können Begleitpersonen bei Gefahr oder wenn das Kind sich zu weit entfernt hat die Bremswirkung auslösen und das Kind am

Weiterfahren hindern. Es ist auch denkbar, dass bei einer Unterbrechung der

Funkverbindung oder bei Feststellung einer Fehlfunktion durch die integrierte

Eigenüberwachung die Bremswirkung ausgelöst wird. Weiterhin ist eine Ausstattung der Bremsvorrichtung mit einem GPS-Empfänger denkbar. In Kombination mit einer Steuereinheit können beispielsweise im Straßenverkehr gefährliche Positionen gespeichert werden. In einem definierten Umgebungsradius dieser Positionen bremst die Bremsvorrichtung automatisch das Fahrzeug ab.

[0028] Figur 2 zeigt verschiedene Ausführungsformen einer Bremsvorrichtung mit einem pneumatischen System 3. In Figur 2a ist das kraftübertragende Element 4 als Wippe ausgeführt und drehbar über das Verbindungselement 6 an einer

Haltevorrichtung 5 gelagert. An einem Ende der Wippe befindet sich das

Bremselement 1 , welches an der dem Rad 10 zugewandten Seite angeordnet ist. Zum einen erfolgt die Drehung um den Drehpunkt des Verbindungselementes 6 durch die Kraft des Federelementes 8, hier einer Blattfeder, welches an dem Ende der Wippe angeordnet ist, an welchem auch das Bremselement 1 angeordnet ist. Das Federelement 8 ist zudem an der Haltevorrichtung 5 befestigt und übt seine Kraft auf die Wippe aus, so dass das Bremselement 1 dauerhaft gegen das Rad 10 gedrückt wird. Das volumenveränderliche Element 3a, hier ein Balg, ist an dem anderen Ende der Wippe, an welchem sich nicht das Bremselement 1 befindet, zwischen Wippe und Haltevorrichtung 5 angeordnet. Wird der Balg unter Druck gesetzt, erfolgt eine Volumenausdehnung des Balgs. Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und die Wippe dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Ein Schaltelement 9 ist an der Haltevorrichtung 5 angeordnet. Ist das Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt wird durch die Bewegung der Wippe das

Schaltelement 9 betätigt. Eine Steuereinheit empfängt das Signal des

Schaltelementes 9 und kann wiederum in Form eines LED-Lichtes oder eines Lautsprechers ein Ausgangssignal aussenden und damit anzeigen dass die Bremse gelöst ist. Ein Entlüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft des Federelementes 8 dreht die Wippe in ihre Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 auf das Rad 10 eine Bremswirkung ausübt.

[0029] In Figur 2b ist das kraftübertragende Element 4 als Hebel ausgeführt, welcher an seinem einen Ende drehbar über das Verbindungselement 6 an einer

Haltevorrichtung 5 gelagert ist. An dem anderen, freien Ende des Hebels befindet sich das Bremselement 1 , welches an der dem Rad 10 zugewandten Seite

angeordnet ist. Zum einen erfolgt die Hebeldrehung um den Drehpunkt des

Verbindungselementes 6 durch die Kraft des Federelementes 8, hier einer Blattfeder, welches auch an dem freien Ende des Hebels angeordnet ist. Das Federelement 8 befindet sich zwischen Haltevorrichtung 5 und Hebel und übt seine Kraft auf den Hebel aus, so dass das Bremselement 1 dauerhaft gegen das Rad 10 gedrückt wird. Das volumenveränderliche Element 3a, hier wieder ein Balg, ist an dem befestigten Ende des Hebels, an welchem sich nicht das Bremselement 1 befindet, zwischen dem Hebel und der Haltevorrichtung 5 unterhalb des Hebels angeordnet. Gegenüber Figur 2a ist die Haltevorrichtung 5 in Figur 2b derart ausgestaltet, dass diese sich sowohl oberhalb des Hebels als auch unterhalb des Hebels befindet, wobei jedoch die Haltevorrichtung 5 den Weg des Bremselementes 1 zum Rad 10 nicht versperrt. Wird der Balg unter Druck gesetzt, erfolgt eine Volumenausdehnung des Balgs.

Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und der Hebel dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Es ist auch denkbar, dass sich der Balg unterhalb des freien Endes des Hebels und das Bremselement 1 mittig des Hebels befindet, wie in Figur 2c dargestellt. Ein Schaltelement 9, angeordnet an der Haltevorrichtung 5, wird durch die Bewegung des Hebels betätigt. Ist das Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt, ist die Bremse frei. In diesem Zustand ist die Bremsvorrichtung gelöst und das Fahrzeug kann ungebremst fahren. Ein Entlüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft des Federelementes dreht den Hebel in seine Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 auf das Rad 10 eine starke Bremswirkung ausübt.

[0030] Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen 1 -2b kann die Position des volumenveränderlichen Elementes 3a mit der Position des Federelementes 8 vertauscht sein, so dass mit einer Beaufschlagung des volumenändernden Elementes 3a eine Bremswirkung erzielt wird, anstatt die Bremswirkung aufzuheben.

[0031] In Figur 2c ist das kraftübertragende Element 4 wieder als Hebel ausgeführt, welcher an seinem einen Ende drehbar über das Verbindungselement 6 an einer Haltevorrichtung 5 gelagert ist. An dem anderen, freien Ende des Hebels befindet sich das Bremselement 1 , welches an der dem Rad 10 zugewandten Seite

angeordnet ist. Zum einen erfolgt die Hebeldrehung um den Drehpunkt des

Verbindungselementes 6 durch die Kraft des Federelementes 8, hier einer Blattfeder, welches auch an dem freien Ende des Hebels angeordnet ist. Das Federelement 8 befindet sich zwischen Haltevorrichtung 5 und Hebel und übt ihre Kraft auf den Hebel aus, so dass das Bremselement 1 dauerhaft gegen das Rad 10 gedrückt wird. Das volumenveränderliche Element 3a, hier ein mit Vakuum beaufschlagbarer Metallbalg, ist an dem befestigten Ende des Hebels, an welchem sich nicht das Bremselement 1 befindet, oder mittig und oberhalb des Hebels angeordnet, so dass sich der

Metallbalg zwischen dem Hebel und der Haltevorrichtung 5 befindet. Die

Haltevorrichtung 5 ist wie in Figur 2a nur oberhalb des kraftübertragenden Elementes 4 angeordnet. Erzeugt das druckändernde Element 3b, hier eine Unterdruckpume, ein Vakuum in dem Balg, zieht sich der Balg zusammen. Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und der Hebel dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Der Balg zieht somit den Hebel nach hoben. Die Zugkraft erfordert eine feste Verbindung an der Haltevorrichtung 5 und dem Hebel, um so die Zugkraft des Balges auf die angrenzenden Elemente zu übertragen. Ein Schaltelement 9, angeordnet an der Haltevorrichtung 5, wird durch die Bewegung des Hebels betätigt. Ist das

Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt, ist die Bremse frei. In diesem Zustand ist die Bremsvorrichtung gelöst und das Fahrzeug kann ungebremst fahren. Ein Belüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft des Federelementes 8 dreht den Hebel in seine Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 eine Kraftwirkung auf das Rad 10 ausübt. Alternativ kann der Metallbalg auch als Balg, wie in den Figuren 1 -2b beschrieben, ausgestaltet sein. Dieser wird dann mit Luft beaufschlagt, um eine Bremswirkung zu erzielen. Die dadurch erreichte Volumenausdehnung bewirkt eine Kraft, welche den Hebel und somit auch das Bremselement 1 in Richtung Rad 10 drückt. Bei einer vollständigen Volumenausdehnung ist die Bremsvorrichtung aktiv und übt eine Bremswirkung auf das Rad 10 aus, bei einer Entlüftung des Balgs wird der Hebel samt Bremselement 1 vom Rad 10 entfernt und die Bremse löst sich. Vorteilhafterweise wirkt ein

Federrelement 8 unterstützend bei der Rückstellung der Bremse, indem das

Federelement 8 den Hebel vom Rad 10 wegdrückt.

[0032] In Figur 2d ist das kraftübertragende Element 4 als Hebel ausgeführt, in der Art, dass der Hebel zwei Hebelarme aufweist, welche übereinander angeordnet sind. Die Hebelarme sind einseitig über ein drehbares Verbindungselement 6 an der Haltevorrichtung 5 gelagert. Unterhalb des oberen Hebelarms befindet sich das volumenändernde Element, hier wieder ein Balg. Das Federelement 8, hier eine Druckfeder, befindet sich oberhalb des unteren Hebelarmes. Der Balg und das Federelement 8 sind an der Haltevorrichtung 5 und an den Hebelarmen des kraftübertragenden Elementes 4 befestigt. Das Bremselement 1 ist in diesem

Ausführungsbeispiel unterhalb des unteren Hebelarms angeordnet. Wird der Balg unter Druck gesetzt, erfolgt eine Volumenausdehnung des Balgs. Dadurch wird der Federkraft des Federelementes 8 entgegengewirkt und der Hebel dreht sich derart um den Drehpunkt, dass das Bremselement 1 angehoben und vom Rad 10 entfernt wird. Es ist auch denkbar, dass sich der Balg unterhalb des freien Endes des Hebels befindet und das Bremselement mittig des Hebels, wie in Figur 2c dargestellt. Ein Schaltelement 9, angeordnet an der Haltevorrichtung 5, wird durch die Bewegung des Hebels betätigt. Ist das Bremselement 1 weit genug vom Rad 10 entfernt, ist die Bremse frei. In diesem Zustand ist die Bremsvorrichtung gelöst und das Fahrzeug kann ungebremst fahren. Ein Entlüften des Balges über ein Ventil hebt dessen Kraftwirkung auf und die Kraft der Feder dreht den Hebel in seine Ausgangsposition zurück, so dass das Bremselement 1 eine Bremswirkung das Rad 10 ausübt.

[0033] In Figur 3 ist ein Vorschlag für den Aufbau des pneumatischen Systems schematisch dargestellt. Die eingezeichneten Pfeile entsprechen der Flussrichtung beim Einsatz einer Druckpumpe. Das druckändernde Element 3b beaufschlagt das volumenveränderlichen Element 3a mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft. Ein optionales Rückschlagventil, welches auch im druckändernden Element 3b integriert sein kann, verhindert ein Zurückströmen des gasförmigen Mediums aus dem volumenveränderlichen Element 3a. Das druckändernde Element 3b bewirkt eine Volumenausdehnung des volumenveränderlichen Elementes 3a und damit eine Bewegung des Bremselementes 1. Das Schaltelement 9 wird durch die Bewegung des Bremselementes aktiviert und kann daher der Steuereinheit als Signalgeber über den Ortszustand des Bremselemente 1 dienen. Auch ein Drucksensor kann den im volumenveränderlichen Element 3a herrschenden Druck messen und diesen Wert an die Steuereinheit zur Weiterverarbeitung senden. Über das Ventil zur Entlüftung oder zur Belüftung wird das gasförmige Medium im Fall einer Druckpumpe aus dem volumenveränderlichen Element abgelassen.

[0034] In Figur 3 ist ein weiterer Vorschlag für den Aufbau des pneumatischen Systems schematisch dargestellt. Die eingezeichneten Pfeile entsprechen der Flussrichtung beim Einsatz einer peristaltischen Pumpe. Die peristaltische Pumpe beaufschlagt das volumenveränderliche Element 3a mit einem gasförmigen Medium, vorzugsweise Luft. Durch die Volumenänderung wird eine Kraft auf das

Bremselement ausgeübt, das seinerseits eine Kraft auf den nicht dargestellten Reifen des Fahrzeugs weitergibt. Mit dem am volumenveränderlichen Element 3a

angeordneten Drucksensor kann das volumenveränderliche Element 3a überwacht werden. Zum Ablassen des gasförmigen Mediums aus dem volumenveränderlichen Element 3a wird die Wirkrichtung der peristaltischen Pumpe geändert und das gasförmige Medium aus dem volumenveränderlichen Element 3a abgepumpt.

[0035] Bei allen Ausführungsbeispielen kann eine Steuereinheit in der

Bremsvorrichtung integriert sein, welche zum einen den Zustand der Bremse (gelöst, nicht gelöst) detektieren kann, aber zum anderen zusätzliche Funktionen ausführen kann, die die Bremsvorrichtung in ihrer Funktionsfähigkeit überwachen. Eine

Beobachtung zeitlicher Abläufe der Vorgänge in der Bremsvorrichtung bietet zahlreiche Möglichkeiten der Funktionsüberwachung und -kontrolle.

[0036] Beispielsweise kann der Batteriezustand der Bremsvorrichtung überwacht werden. Hierzu wird die Zeit gemessen, die zwischen Aktivieren despneumatischen Systems 3 und Ansprechen des Schaltelementes 9vergeht. Weicht diese Zeit zu stark von einem Normwert ab, kann auf einezu befürchtende Fehlfunktion der Bremsvorrichtung, hervorgerufen durcheinen niedrigen Batteriezustand, geschlossen werden. [0037] Eine weitere Kontrolle kann bei der Verwendung eines

pneumatischenSystems 3 vorgenommen werden. Mit zunehmender

Verwendungszeit derBremsvorrichtung können nicht zu vermeinende Leckagen imvolumenveränderlichen Element 3a entstehen. Durch diese Leckagennimmt der Druck im volumenveränderlichen Element 3a ab, in Folgedessen das Schaltelement 9 betätigt wird. Da jedoch eine Bremswirkungnicht gefordert ist, führt das Signal des Schaltelementes 9 zum Startendes druckändernden Elementes 3b, welches versucht, den verlorenenDruck wieder auszugleichen. Dabei wird das Schaltelement 9 erneutbetätigt und das druckändernde Element 3b wird abgeschaltet.

Häufigkeitund Dauer dieser Nachpumpvorgänge lassen auf die Dichtheit desSystems schließen.

[0038] Die beschriebenen und weitere Kontrollen sind softwarebasiert underfordern eine Steuereinheit.

Bezugszeichenliste

1 Bremselement

2 Betätigungselement

3 Pneumatisches System

3a Volumenveränderliches Element

3b Druckänderndes Element

4 Kraftübertragendes Element

5 Haltevorrichtung

51 Stützen

6 Verbindungselement

7 Stabiliesierungselemente

8 Federelement

9 Schaltelement

10 Rad