DE102017003605A1

DE102017003605A1 - Bremsrotor

Info

Publication number: DE102017003605A1
Application number: DE102017003605.5A
Authority: DE
Inventors: Kevin Wesling; Yenpang Liu; Charles Dunlap
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2017-04-12
Publication date: 2017-10-19
Also published as: TW201740034A; US10626935B2; TW201923249A; CN107284592A; EP3244086B1; TWI657206B; US20170299005A1; TWI737963B; CN107284592B; EP3244086A1

Abstract

Ein Bremsrotor weist eine Umfangsbremsbahn auf, die um eine Drehachse des Bremsrotors herum angeordnet ist. Der Rotor weist in der Umfangsrichtung um den Bremsrotor herum eine Außenumfangskante auf. Der Rotor hat zwei Flächen, die axial nach außen voneinander abgewandt sind und auf axial entgegengesetzten Seiten des Bremsrotors liegen. Die zwei Flächen definieren eine Dicke dazwischen. Der Rotor weist eine Kantenfläche auf, die auf der Außenumfangskante radial nach außen gerichtet ist. Der Rotor weist zwischen jeder der zwei Flächen und der Kantenfläche einen Übergang auf. Mindestens ein Abschnitt der Außenumfangskante ist nicht rechtwinklig zu den zwei Flächen in einer Axialrichtung.

Description

Hintergrund
1. Gebiet der Offenbarung
Diese Anmeldung betrifft allgemein Bremsrotoren und insbesondere Bremsrotoren mit einem geformten Umfangsflächen- oder Kantenprofil.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Scheibenbremsen zur Verwendung an Zweiradfahrzeugen sind wohlbekannt. Einige Scheibenbremsen sind auch zur spezifischen Verwendung an Fahrrädern bekannt. Das typische Scheibenbremssystem weist am Vorderrad und/oder Hinterrad des Fahrzeugs einen scheibenförmigen Bremsrotor auf. Der typische Bremsrotor weist eine Bremsbahn mit einem um die Bremsbahn herum verlaufenden Bremsabschnitt oder Reibungsbereich auf. Das Scheibenbremssystem weist am Vorderrad und am Hinterrad auch einen Bremssattel mit Bremsbelägen auf. Bei Betätigung des Bremssattels kommen die Bremsbeläge mit dem Bremsabschnitt oder Reibungsbereich des Bremsrotors in Kontakt, um das Fahrrad oder Fahrzeug zu verlangsamen.
Die Bremsrotoren an Fahrrädern sind zur Drehung um die Radachse montiert und liegen typischerweise auf einer Seite des Vorderrads und/oder Hinterrads frei. Der Umfang jedes Bremsrotors ist daher unbedeckt und freiliegend. Der herkömmliche Fahrradbremsrotor weist eine freiliegende Umfangskante auf, die im Wesentlichen rechtwinklig zur Axialrichtung ist. Die Umfangskante hat eine Umfangsfläche, die rechtwinklig zu den beiden Seiten des scheibenförmigen Körpers des Bremsrotors ist. Mit anderen Worten, die Kantenfläche ist parallel zur Drehachse des Bremsrotors. Der Übergang zwischen jeder der zwei Seiten des Bremsrotors und der Kantenfläche weist oft eine Kante mit einem sehr scharfen Übergang auf, die eine relativ scharfe Ecke mit kleinem oder keinem Radius ergibt.
Kurzdarstellung
Demnach besteht ein Bedarf nach einem verbesserten Bremsrotordesign, das in der Lage ist, den sehr scharfen Übergang der Umfangskante eines Bremsrotors zu reduzieren oder zu minimieren. In einem Beispiel ist den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß um eine Drehachse des Bremsrotors herum eine Umfangsbremsbahn angeordnet. Die Umfangsbremsbahn umfasst eine erste Fläche und eine zweite Fläche, die axial nach außen voneinander abgewandt sind und auf axial entgegengesetzten Seiten des Bremsrotors liegen, wobei die zwei Flächen eine Dicke dazwischen definieren. Der Bremsrotor weist eine Außenumfangskante um den Bremsrotor herum auf. Die Außenumfangskante umfasst eine Kantenfläche, die auf der Außenumfangskante radial nach außen gerichtet ist, und einen Übergang zwischen jeder der zwei Flächen und der Kantenfläche. In einer Ausführungsform ist mindestens ein Übergangsteil der Außenumfangskante nicht rechtwinklig zu den zwei Flächen in einer Axialrichtung des Bremsrotors. Der Übergang kann zum Beispiel eine Krümmung aufweisen und/oder abgerundet sein.
In einem Beispiel kann der Bremsrotor eine Vielzahl von Stützelementen und einen Montageabschnitt umfassen. Die Stützelemente können zwischen dem Montageabschnitt und der Bremsbahn verlaufen und diese miteinander verbinden.
In einem Beispiel kann der Bremsrotor im Wesentlichen flach sein.
In einem Beispiel kann der Bremsrotor einen Durchmesser haben. Ein Verhältnis des Durchmessers zur Dicke kann zwischen 48 und 140 liegen.
In einem Beispiel kann die Bremsbahn eine Breite, in einer Radialrichtung zur Drehachse, zwischen 10 mm und 18 mm haben.
In einem Beispiel kann die Bremsbahn der radial äußerste Teil des Bremsrotors sein. Die zwei Flächen können entgegengesetzte Axialseiten der Bremsbahn sein. Die Umfangskante kann auf einem radial äußersten Teil des Bremsrotors liegen.
In einem Beispiel kann der Übergangsteil der Außenumfangskante einen in der Axialrichtung gekrümmten Abschnitt umfassen.
In einem Beispiel kann der Übergangsteil der Außenumfangskante eine Abfasung in der Axialrichtung umfassen.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche zwischen den zwei Flächen in der Axialrichtung abgerundet oder gekrümmt sein.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche in der Axialrichtung abgerundet oder gekrümmt sein, und die abgerundete oder gekrümmte Kantenfläche kann einen konstanten Radius haben.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche in der Axialrichtung abgerundet oder gekrümmt sein, und die abgerundete oder gekrümmte Kantenfläche kann einen konstanten Radius haben, der der Hälfte der Dicke zwischen den zwei Flächen entsprechen kann.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche in der Axialrichtung abgerundet oder gekrümmt sein, und die abgerundete oder gekrümmte Kantenfläche kann einen konstanten Radius haben, der größer als die Hälfte der Dicke zwischen den zwei Flächen sein kann.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen Abschnitt aufweisen, der zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abschnitten angeordnet ist. Entweder der zentrale Abschnitt oder die zwei flankierenden Abschnitte können den ersten Teil der Kantenfläche umfassen.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen flachen Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden gekrümmten Abschnitten umfassen.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen flachen Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden gekrümmten Abschnitten umfassen. Die gekrümmten Abschnitte können so ausgelegt und angeordnet sein, dass Tangenten daran an jedem der Übergänge parallel zu den zwei Flächen sind.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen gekrümmten Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abfasungen umfassen.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen gekrümmten Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abfasungen umfassen. Die Übergänge liegen zwischen den zwei flankierenden Abfasungen und den zwei Flächen und können abgerundet sein.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen flachen Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abfasungen umfassen.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen flachen Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abfasungen umfassen. Die Übergänge liegen zwischen den zwei flankierenden Abfasungen und den zwei Flächen und können abgerundet sein.
In einem Beispiel kann die Kantenfläche einen zentralen flachen Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abfasungen umfassen. Die Übergänge liegen zwischen den zwei flankierenden Abfasungen und den zwei Flächen. Die Kantenfläche kann zusätzliche Übergänge zwischen dem zentralen flachen Abschnitt und den flankierenden Abfasungen umfassen. Die zusätzlichen Übergänge können abgerundet sein.
In einem Beispiel kann die Außenumfangskante nicht kreisförmig sein.
In einem Beispiel kann die Außenumfangskante eine oder mehrere Kerben oder Vertiefungen umfassen, die darin geformt sind. Die Kerben oder Vertiefungen können jeweils eine Kontur haben, die nicht mit der Drehachse konzentrisch sein kann.
In einem Beispiel beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Bremsrotors ein Orientieren eines unbearbeiteten Bremsrotors in Bezug auf eine Materialentfernungsvorrichtung und ein Entfernen von Material an einer Umfangskante des unbearbeiteten Bremsrotors, um einen Übergang zwischen einer Umfangskantenfläche und einer Reibfläche des Bremsrotors herzustellen, der nicht rechtwinklig zur Reibfläche ist.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen hervor, wobei:
1 eine Seitenansicht eines Beispiels eines Fahrrads ist, für welches die offenbarten Bremsrotoren geeignet sind.
2 eine Seitenansicht eines Beispiels eines Bremsrotors ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert sein kann.
3 eine Seitenansicht eines anderen Beispiels eines Bremsrotors ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert sein kann.
4 eine perspektivische Ansicht des Bremsrotors von 3 ist.
5 ein vergrößertes Segment des Bremsrotors von 4 ist.
6A eine End- oder Kantenansicht des Bremsrotorsegments von 5 ist, die ein Beispiel eines Umfangsflächenprofils darstellt.
6B eine vergrößerte Querschnittsansicht des Kantenprofil- oder Kantenflächenabschnitts entlang der Linie 6B-6B des Bremsrotorsegments in 5 ist.
7 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Umfangsflächenprofils für einen Bremsrotor ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist.
8 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Umfangsflächenprofils für einen Bremsrotor ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist.
9 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Umfangsflächenprofils für einen Bremsrotor ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist.
10 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Umfangsflächenprofils für einen Bremsrotor ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist.
11 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Umfangsflächenprofils für einen Bremsrotor ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist.
12 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Umfangsflächenprofils für einen Bremsrotor ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist.
13 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines anderen Beispiels eines Umfangsflächenprofils für einen Bremsrotor ist, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist.
14 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Verfahrens zum Formen eines Profils einer Umfangsfläche eines Bremsrotors wie die in 6B bis 13 gezeigten darstellt.
15 ist ein Schaubild, das ein Beispiel eines Schneidkopfs an einem Werkzeug des Schaubilds in 14 und zum Formen des Profils der Umfangsfläche eines Bremsrotors wie dem in 6B gezeigten darstellt.
16 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung eines Bremsrotors darstellt.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Bremsrotor mit einer geformten Umfangsfläche bzw. Umfangskantenprofil. Die offenbarten Bremsrotoren weisen eine Umfangskante mit einer geformten Kontur auf. Die geformte Kontur liegt in der Axialrichtung des Bremsrotors relativ zu einer Drehachse des Bremsrotors. Die offenbarten Bremsrotoren umfassen eine Umfangskante, die dazu konfiguriert ist, den Schärfegrad der Ecken oder Übergänge zwischen einer Kantenfläche der Umfangskante und Flächen auf entgegengesetzten Seite eines Bremsrotors zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
Die offenbarten Bremsrotoren lösen oder verbessern eines oder mehrere der oben genannten und/oder anderen Probleme und Nachteile bisher bekannter Bremsrotoren. Die offenbarten Bremsrotoren stellen eine Umfangskante bereit, deren Flächenkontur oder Kantenflächenprofil scharfe Übergangskanten oder Ecken reduziert oder vermeidet. Mehrere Beispiele möglicher Flächenkonturen oder Umfangskantenprofile werden hier offenbart und beschrieben. Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen für den Fachmann aus dieser Offenbarung hervor.
Nun auf die Zeichnungen Bezug nehmend, stellt 1 ein Beispiel eines Zweiradfahrzeugs dar, in welchem die offenbarten Bremsrotoren implementiert sein können.
In diesem Beispiel ist das Zweiradfahrzeug ein beispielhaftes Fahrrad 20, das in Form eines Straßenrads gezeigt wird. Das Fahrrad 20 hat einen Rahmen 22, eine Lenkstange 24 in der Nähe eines vorderen Endes des Rahmens, und einen höhenverstellbaren Sitz 26 über einer Oberseite des Rahmens zum Tragen eines Fahrers. Das Fahrrad 20 umfasst auch ein erstes Rad oder Vorderrad 28, das ein vorderes Ende des Rahmens 22 trägt, und ein zweites Rad oder Hinterrad 30, das ein hinteres Ende des Rahmens trägt. Das Vorderrad 28 ist über eine Vorderradnabe 34 drehbar mit einer vorderen Gabel 32 des Rahmens 22 gekoppelt. Die Lenkstange 24 ist mit der vorderen Gabel 32 zum Drehen des Vorderrads 28 gekoppelt. Das Hinterrad 30 ist über eine Hinterradnabe 38 drehbar mit einer hinteren Gabel 36 des Rahmens 22 gekoppelt.
Das Fahrrad 20 weist auch eine vordere Scheibenbremse 40 und eine hintere Scheibenbremse 42 auf. Die vordere Scheibenbremse 40 verlangsamt die Drehung der Vorderrads 28, und die hintere Scheibenbremse 42 verlangsamt die Drehung der Hinterrads 30. Jede der Scheibenbremsen 40, 42 weist einen Bremssattel 44 auf, der mit einem Scheibenbremsrotor 46 verbunden ist, der an die jeweilige Vorder- oder Hinterradnabe 34, 38 montiert ist. Aspekte der Scheibenbremsrotoren 46 (nachstehend „Bremsrotor” oder „Bremsrotoren” genannt) werden weiter unten den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß erläutert. Das Bezugszeichen 46 wird hier zur allgemeinen Bezeichnung der am Fahrrad 20 in 1 dargestellten Bremsrotoren 46 verwendet. Das Bezugszeichen 46 wird jedoch auch zur allgemeinen Bezeichnung aller Beispiele und Ausführungsformen von Bremsrotoren benutzt, die hier offenbart und beschrieben werden. Jede spezifische Ausführungsform der Bremsrotoren 46 wird hier im Folgenden als Bremsrotor 146, 246, 346 ff. bezeichnet.
Das Fahrrad 20 weist auch einen Triebstrang 48 mit einer Pedalarmbaugruppe 50 auf, die ein Paar Pedalarme 52 und ein Pedal 54 am Ende jedes Pedalarms umfasst. Die Pedalarmbaugruppe 50 ist über eine Kette 56 mit einer hinteren Zahnkranzkassette 58 wirkgekoppelt, die eine Vielzahl von hinteren Kettenrädern aufweist, und die benachbart zur Drehachse des Hinterrads 30 montiert ist. Der Triebstrang 48 umfasst auch eine Vielzahl von vorderen Kettenrädern 60, die durch die Pedalarmbaugruppe 50 angetrieben werden. Die Vielzahl von vorderen Kettenrädern 60 kann über ein Tretlager (nicht gezeigt) drehbar mit dem Rahmen 22 gekoppelt sein. Die hintere Zahnkranzkassette 58 ist mit der Hinterradnabe 38 des Hinterrads 30 gekoppelt. Ein vorderer Gangschaltmechanismus 62 wie z. B. ein vorderes Schaltwerk, das mechanisch oder elektrisch gesteuert sein kann, ist vorgesehen, um die Kette 56 zwischen der Vielzahl von vorderen Kettenrädern 60 umzuschalten. Ein hinterer Gangschaltmechanismus 64 wie z. B. ein hinteres Schaltwerk, das mechanisch oder elektrisch gesteuert sein kann, ist vorgesehen, um die Kette 56 zwischen der Vielzahl von hinteren Kettenrädern 58 umzuschalten.
Obwohl das dargestellte Fahrrad ein Straßenrad 20 mit einem Rennradlenker 24 ist, ist die vorliegende Offenbarung auf Fahrräder jeden Typs anwendbar, einschließlich vollständig oder teilweise gefederter Mountain-Bikes und anderer, sowie Fahrräder mit mechanisch gesteuerten (z. B. Seilzug, hydraulisch, pneumatisch) und nicht mechanisch gesteuerten Antriebssystemen. Die offenbarten Bremsrotoren 46 können auch auf Zweiradfahrzeugen anderen Typs implementiert sein.
Im dargestellten Beispiel können ein erstes Steuergerät 70 und ein zweites Steuergerät (nicht gezeigt) an der Lenkstange 24 montiert sein, um den Triebstrang 48 und die vordere und die hintere Scheibenbremse 40, 42 zu betreiben oder zu steuern. Jedes der Steuergeräte kann einen Schalthebel und einen Bremshebel umfassen. In diesem Beispiel kann das erste Steuergerät 70 einen ersten oder vorderen Schalthebel 72 und einen ersten oder vorderen Bremshebel 74 umfassen. Das erste Steuergerät 70 kann das vordere Schaltwerk 62 und die vordere Scheibenbremse 40 betreiben oder steuern. Das zweite Steuergerät kann das hintere Schaltwerk 64 und die hintere Scheibenbremse 42 betreiben oder steuern. Alternativ dazu können die Schalt- und Bremshebel getrennt sein, und verschiedene Komponenten können separat an der Lenkstange 24 montiert sein. Das Fahrrad kann auch ein oder mehre zusätzliche Steuergeräte umfassen, um andere Funktionen des Fahrrads wie z. B. einen Fahrradständer, anpassbare Federungskomponenten usw. zu betreiben oder zu steuern.
Das Fahrrad 20 von 1 kann ein hydraulisches Bremssystem haben. In einem derartigen System ist der erste Bremshebel 74 über eine erste hydraulische Bremsleitung 76 mit dem vorderen Bremssattel 44 hydraulisch gekoppelt. Der zweite Bremshebel (nicht gezeigt) ist über eine zweite hydraulische Bremsleitung 78 mit dem hinteren Bremssattel 44 hydraulisch gekoppelt. In anderen Ausführungsformen kann das hydraulische Bremssystem eine oder mehrere zusätzliche und/oder alternative Komponenten umfassen und/oder anders konfiguriert sein. Ferner kann das hydraulische Bremssystem durch ein Bremssystem anderen Typs ersetzt werden, wie z. B. ein nicht hydraulisches Bremssystem, das Bremszüge, Seile oder dergleichen verwendet, oder ein nicht mechanisches Bremssystem, das elektronische oder drahtlose Komponenten verwendet. Auch derartige nicht hydraulische Bremssysteme können einen Bremsrotor, wie hier beschrieben, verwenden.
In diesem Beispiel kann jeder vom vorderen und hinteren Bremsrotor 46 den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechend konstruiert sein, wie weiter unten ausführlicher beschrieben. Wenn der erste Bremshebel 74 betätigt wird, strömt Bremsflüssigkeit in der vorderen Bremsleitung 76 zum vorderen Bremssattel 44 und betätigt die Bremsbeläge, die vom Bremssattel getragen werden. Auch wenn dies hier nicht gezeigt wird, kommen die Bremsbeläge mit einem Abschnitt des vorderen Bremsrotors 46 in Kontakt. Die Reibung zwischen den Bremsbelägen und dem Bremsrotor 46 wirkt, um die Drehung des Vorderrads 28 zu verlangsamen und somit zu bremsen. Demensprechend strömt Bremsflüssigkeit in der hinteren Bremsleitung 78 zum hinteren Bremssattel 44 und betätigt Bremsbeläge, die vom Bremssattel getragen werden, wenn der zweite Bremshebel betätigt wird. Die Beläge kommen mit einem Abschnitt des hinteren Bremsrotors in Kontakt, und der hintere Bremsrotor 46 wirkt, um die Drehung des Hinterrads 30 zu verlangsamen und somit zu bremsen.
Die offenbarten Bremsrotoren 46 sind dazu konfiguriert, eine modifizierte Umfangskantenform oder -kontur aufzuweisen, wie weiter unten ausführlicher beschrieben. Der vordere und der hintere Bremsrotor 46 auf dem Fahrrad 20 können genau die gleiche Größe haben, oder die zwei Bremsrotoren können verschiedene Größen haben. Es ist möglich, dass der vordere und der hintere Bremsrotor 46 am Fahrrad 20 die gleiche Konstruktion haben. Es ist jedoch auch möglich, dass der vordere und der hintere Bremsrotor 46 unterschiedliche Konstruktionen haben und/oder nur einer der Bremsrotoren, wie z. B. der vordere Bremsrotor, den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist. In der folgenden Beschreibung wird nur der vordere Bremsrotor 46 (und vordere Bremsrotoren 146, 246, 346 ff.) im Detail beschrieben. Die Beschreibung kann jedoch gleichermaßen für den hinteren Bremsrotor 46 gelten, auch wenn hier nicht mehr auf ihn eingegangen wird. Ferner können in einer Variante Bremsrotoren 46 vorgesehen sein, in welchen die Bremsbahn des Rotors ein von den Stützelementen getrenntes Teil ist, und die zwei (oder mehr) Komponenten entweder lose oder starr miteinander verbunden sind, um während des Bremsens ein Drehmoment von der Bremsbahn zu den Stützelementen und zum Montageabschnitt zu übertragen. Der Bremsrotor kann auch Teil einer Rotorbaugruppe sein, die zusätzliche Komponenten wie z. B. einen separaten Träger oder Montageabschnitt und/oder einen separaten Kühlkörperabschnitt einschließt. Obwohl die Bremsrotoren in den offenbarten Ausführungsformen eine einheitliche Konstruktion sind, können die hier beschriebenen Ausführungsformen auch solche Rotorvarianten mit mehreren Komponenten einschließen.
Es versteht sich, dass die spezifische Anordnung und die dargestellten Komponenten des Rahmens, des Vorder- und Hinterrads, des Triebstrangs, der vorderen und der hinteren Scheibenbremse, des Sitzes und der Lenkstange nicht einschränkend sind. Die Offenbarung ist an Fahrrädern implementierbar, die von den offenbarten spezifischen Komponenten und Anordnungen abweichen. Zum Beispiel kann der Stil der Lenkstange „Bullhorn”, flach, „Riser” oder dergleichen sein. Ferner können hier in Bezug auf die Richtung verschiedene Begriffe verwendet werden. Zum Beispiel können die Begriffe „innenliegend” und „außenliegend”, „innen” und „außen” oder ”innerhalb” und „außerhalb” verwendet werden. Diese Begriffe können verwendet werden, um eine Seite des Fahrrads von einer anderen Seite oder eine Seite oder ein Ende einer Komponente von einer anderen am Fahrrad zu unterscheiden. Hier können diese Begriffe zur Bezeichnung von Stellen auf entgegengesetzten Seiten einer vertikalen Ebene, die das Fahrrad im Wesentlichen halbiert, oder von Richtungen zu dieser vertikalen Ebene hin oder von dieser weg, oder auf andere Weise verwendet werden. Ferner wird die vordere und/oder Vorwärtsorientierung des Fahrrads 20 durch die Richtung des Pfeils „A” in 1 angezeigt. Eine Vorwärtsrichtung der Bewegung für das Fahrrad 20 wird daher durch die Richtung des Pfeils A angezeigt.
Die offenbarten Bremsrotoren umfassen allgemein eine Bremsbahn, die um die Drehachse des Bremsrotors herum angeordnet ist, zum Beispiel eine Umfangsbremsbahn, die mit der Drehachse des Bremsrotor konzentrisch ist und diese umgibt. Der Rotor hat eine Außenumfangskante, die in der Umfangsrichtung um den Bremsrotor herum verläuft. Der Rotor weist zwei Flächen auf, die axial nach außen voneinander abgewandt sind und auf axial entgegengesetzten Seiten des Bremsrotors liegen. Die zwei Flächen definieren eine Dicke des Bremsrotors dazwischen. Der Bremsrotor hat eine Kantenfläche, die auf der Außenumfangskante radial nach außen gerichtet ist. Der Bremsrotor weist einen Übergang zwischen jeder der zwei Flächen und der Kantenfläche auf. Mindestens ein erster Abschnitt der Kantenfläche und/oder einer oder mehrere der Übergänge sind nicht in einer Axialrichtung rechtwinklig zu den zwei Flächen. Die Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden durch dieses Form- oder Konturmerkmal der Kantenfläche und/oder eines oder mehrerer der Übergänge in der Axialrichtung erreicht.
2 zeigt ein Beispiel eines Bremsrotors 146, der auch ein Fahrrad-Scheibenbremsrotor für das oben beschriebene Fahrrad 20 sein kann. Der Bremsrotor 146 umfasst allgemein einen Reibabschnitt oder eine Bremsbahn 148, eine Vielzahl von Stützelementen 150 und einen Montageabschnitt 152. Die Bremsbahn 148 in dieser Ausführungsform ist der radial äußerste Teil des Bremsrotors 146. Der Bremsrotor 146 weist zwei entgegengesetzte Seiten und eine Dicke in der Axialrichtung relativ zu einer Drehachse R des Bremsrotors auf. Daher weist auch die Bremsbahn 148 zwei entgegengesetzte Reibflächen 154 auf. Die Bremsbahn 148 kann als von den Stützelementen 150 getragen oder gestützt beschrieben werden. Der Bremsrotor 146 in dieser Ausführungsform weist sechs Stützelemente 150 auf. Die Stützelemente 150 verlaufen zwischen der Bremsbahn und dem Montageabschnitt allgemein in einer radialen Richtung, sind aber relativ zur direkten Radialrichtung in einem Winkel orientiert. Die Stützelemente 150 sind an einem Ende mit der Bremsbahn 148 und am anderen Ende mit dem radial inneren Montageabschnitt 152 verbunden. Der Montageabschnitt 152 ist typischerweise dazu konfiguriert, den Bremsrotor 146 an ein Rad oder an eine Radnabe wie z. B. die Vorderradnabe 34 des Fahrrads 20 zu montieren. Der Montageabschnitt 152 kann daher eine Vielzahl von Montagelöchern 156 umfassen und weist in dieser Ausführungsform sechs Montagelöcher auf.
Die Umfangskante eines Bremsrotors kann kreisförmig oder nicht kreisförmig sein. In einer Ausführungsform kann die Umfangskante Merkmale haben, die Exzentrizitäten und/oder Anomalien formen, die für die Unrundheit der Umfangskante sorgen. Wie zum Beispiel in 2 gezeigt, endet die Bremsbahn 148 des Bremsrotors 146, im Grundriss rechtwinklig zur Drehachse R, an einer radial nach außen gewandten Umfangskante 158. Die Umfangskante 158 in dieser Ausführungsform weist eine unterbrochene kreisförmige Form mit Kreissegmenten 160 auf, die in einem konstanten radialen Abstand von der Drehachse R liegen und mit dieser konzentrisch sind. Die Umfangskante 158 umfasst auch eine Vielzahl von Merkmalen, die in dieser Ausführungsform Kerben oder Ausschnitte 162 sind, die um die Umfangskante herum verteilt oder voneinander beabstandet sind. Diese Ausschnitte 162 bewirken, dass die Umfangskante 158 an diesen Stellen Teile aufweist, die mit der Achse R konzentrisch sind, oder die in einem kleineren radialen Abstand von der Achse R als die Kreissegmente 160 liegen. Dadurch weist die Umfangskante 158 eine nicht kreisförmige Umfangsform auf.
Wie weiter unten in Bezug auf weitere Ausführungsformen und Beispiele beschrieben, kann die Umfangskante 158 des Bremsrotors 146 eine radial äußerste oder Umfangskantenfläche aufweisen, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß in der Axialrichtung geformt oder profiliert ist. Zum Beispiel kann die Umfangskante zwischen den entgegengesetzten Reibflächen 154 der Bremsbahn mindestens eine Krümmung umfassen. Die geformte Umfangskantenfläche kann abgerundete oder partiell abgerundete Form haben, oder kann eine nicht runde Form haben. Die entgegengesetzten Reibflächen, wie hier beschrieben, können auch spiegelbildliche Flächen mit denselben oder ähnlichen Merkmalen sein, oder sie können Flächen mit verschiedenen Merkmalen und/oder Eigenschaften sein.
Der typische Bremsrotor für Fahrräder kann einen Durchmesser D haben, wie z. B. über zwei entgegengesetzte Kreissegmente 160 auf dem Bremsrotor 146. In einem Beispiel kann der Durchmesser zwischen etwa 120 Millimeter (mm) und etwa 210 mm betragen. Der typische Fahrradbremsrotor kann auch eine Dicke T in der Axialrichtung zwischen den entgegengesetzten Seiten haben, wie z. B. zwischen den Seiten des Bremsrotors 146. In einem Beispiel kann die Dicke zwischen etwa 1,5 mm und etwa 2,5 mm betragen. Der typische Bremsrotor kann auch eine Bremsbahnbreite W haben, die in der Radialrichtung gemessen wird, wie z. B. relativ zur Achse R auf der Bremsbahn 148 auf dem Bremsrotor 146. In einem Beispiel kann die Bremsbahnbreite in der Radialrichtung zwischen etwa 10 mm und etwa 18 mm betragen. In einer Ausführungsform kann das Verhältnis des Durchmessers des Bremsrotors dividiert durch die Dicke des Bremsrotors demnach zwischen etwa 80 und etwa 90 betragen. Dieses Verhältnis kann jedoch zwischen etwa 48 (120 mm/2,5 mm) und etwa 140 (210 mm/1,5 mm) liegen. Ferner kann in einer Ausführungsform das Verhältnis des Durchmessers des Bremsrotors dividiert durch die Dicke des Bremsrotors und außerdem dividiert durch die Bremsbahnbreite zwischen etwa 5 und etwa 6 betragen. Dieses Verhältnis kann jedoch zwischen etwa 2,6 (48 mm/18 mm) und 14 (140 mm/10 mm) liegen.
In Anbetracht des Vorstehenden, und wie für den Fachmann offensichtlich sein wird, können Aspekte der Bremsrotoren 46 variieren, ohne vom Wesen und Umfang der Offenbarung abzuweichen. Beispielsweise können bei dem in 2 dargestellten Bremsrotor 146 die Bremsbahnbreite W, die Bremsrotordicke T und der Bremsrotordurchmesser D variieren. Die Form der Umfangskante 158, wie z. B. die Kreissegmente 160 und die Ausschnitte 162 in der Radialrichtung kann ebenfalls variieren. Das Material, das zur Herstellung des Bremsrotors 146 verwendet wird, kann auch variieren, obwohl verschiedene Stahlsorten und Stahllegierungen gängige Materialien sind. Auch die Größe und Form des Montageabschnitts 152, die Zahl der Montagelöcher 156, die Größe und Form der Öffnungen zwischen den Stützelementen 150, und die Länge, Breite und Zahl der Stützelemente können variieren. Da die Bremsrotoren sich dehnen und schrumpfen können, wenn sie sich während des Gebrauchs erwärmen oder abkühlen, kann auch die Orientierung der Stützelemente 150 variieren, um sich an solch eine Dehnung und Schrumpfung anzupassen und/oder diese zu erleichtern. Ferner können Schlitze 164, Löcher 166 und dergleichen durch den Bremsrotor hindurch vorgesehen sein, wie z. B. durch die Bremsbahn 148. Merkmale dieses Typs können konfiguriert und vorgesehen sein, um die Wärmeabgabe vom Bremsrotor 146 zu unterstützen sowie das Gewicht und den Materialeinsatz zu reduzieren.
3–6A zeigen eine andere Ausführungsform eines Bremsrotors 246. Der Bremsrotor 246 umfasst allgemein eine radial äußerste Bremsbahn 248 und eine Vielzahl von Stützelementen 250. Jedes Stützelement 250 hat ein Ende, das mit der Bremsbahn verbunden ist, und ein entgegengesetztes Ende, das mit einem zentralen Montageabschnitt 252 verbunden ist. Der Bremsrotor 246 weist zwei entgegengesetzte Seiten, wie in 6A dargestellt, und eine Dicke T in der Axialrichtung relativ zu einer Drehachse R des Bremsrotors auf. Daher weist auch die Bremsbahn 248 zwei entgegengesetzte Reibflächen 254, 255 auf, die hier dazu dienen, die Dicke T zu definieren. Die Bremsbahn 248 wird wieder von den Stützelementen 250 getragen oder gestützt. Der Bremsrotor 246 weist in dieser Ausführungsform zwölf Stützelemente 250 auf. Der Montageabschnitt 252 kann wieder dazu konfiguriert sein, den Bremsrotor 246 an ein Rad oder an eine Radnabe wie z. B. die Vorderradnabe 34 des Fahrrads 20 zu montieren. Der Montageabschnitt 252 weist wieder sechs Montagelöcher 256 zur Befestigung des Bremsrotors an eine Radnabe auf.
Der Bremsrotor 246 in diesem Beispiel weist mehr (zwölf) Stützelemente 250 und eine andere Bremsbahn 248-Form auf. Die Zahl der Stützelemente kann jede Zahl sein, die zur strukturellen Abstützung der Bremsbahn erforderlich ist. Die Zahl kann unter anderem von der Größe der Stützelemente sowie vom Durchmesser des Bremsrotors und dem Orientierungswinkel der Stützelemente abhängen.
Wieder auf 3–6A Bezug nehmen, weist auch der Bremsrotor 246 oder die Bremsbahn 248 eine radial äußerste oder Umfangskante 258 auf. In dieser Ausführungsform ist die Umfangskante 258 relativ zur Drehachse R des Bremsrotors nicht kreisförmig. Stattdessen weist die Umfangskante 258 um den Umfang herum eine Vielzahl von gekrümmten Abschnitten 260 auf, die mit der Drehachse R nicht konzentrisch sind. Die gekrümmten Abschnitte 260 sind durch Vertiefungen 262 in der Umfangskante 258 getrennt oder differenziert. Die Vertiefungen 262 in diesem Beispiel haben eine andere Platzierung und Größe und sind um den Umfang der Umfangskante 258 herum beabstandet. Im Vergleich zum Bremsrotor 146 veranschaulicht der Bremsrotor 246 daher, dass auch die Umfangskontur der Bremsrotoren, die hier offenbart werden, variieren kann. Wie in 3 gezeigt, weist der Bremsrotor 246 im Vergleich zur Bremsbahn 148 des Bremsrotors 146 auch eine andere Zahl und Anordnung von Schlitzen 264 und Löchern 266 mit anderer Größe durch die Bremsbahn 248 auf.
Bezug nehmend auf 6A und 6B, ist der Bremsrotor 246 in dieser Ausführungsform allgemein flach, was für einen Bremsrotor, bei dem die Bremsbahn 248, die Stützelemente 250 und der Montageabschnitt 252 alle aus einem Stück sind, typisch ist. Das kann für auf den zuvor beschriebenen Bremsrotor 146 gelten. Die Dicke T des Bremsrotors 246 ist im Vergleich zum Durchmesser D relativ dünn, wie aus den vorgenannten Verhältnissen hervorgeht. Aus diesem Grund ist besteht ein übliches Verfahren zur Herstellung des typischen Bremsrotors darin, von einem flachen Blechmaterial auszugehen und die Bremsrotorgeometrie, wie z. B. die für die in 2 und 3 gezeigten Bremsrotoren 146 und 246, aus dem Blech zu stanzen. Alternativ dazu können die Bremsrotoren durch Wasserstrahlschneiden oder Laserschneiden der Rotorform aus einem Blechmaterial und/oder durch Verwenden anderer Bearbeitungstechniken hergestellt werden. Diese Prozesse ergeben einen Bremsrotor mit einer radial äußersten oder Umfangskante, die ein Kantenprofil über die Dicke T aufweist, das im Wesentlichen senkrecht oder rechtwinklig zu den entgegengesetzten Flächen des Rotors ist. Schwankungen in Stanz- oder anderen Bearbeitungstechniken können Schrägen oder kleine Toleranzschwankungen über die Dicke des Bremsrotors zur Folge haben und auch zu einer Außenkantenfläche führen, die in der Nähe der einen Seite des Rotors schärfer ist als in der Nähe der anderen Seite. Die typische Außenkantenfläche ist jedoch im Wesentlichen rechtwinklig zu den Reibflächen des Bremsrotors.
Wie in 6B dargestellt, weist der Bremsrotor 246 eine Außenkantenfläche 268 auf, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß geformt oder profiliert ist. Die geformte oder profilierte Außenkantenfläche 268 kann zum Beispiel Übergangsabschnitte einschließen. In diesem Beispiel umfasst die Kantenfläche 268 einen kurzen flachen zentralen Abschnitt 270 zwischen Übergangsabschnitten oder Übergängen, die als zwei flankierende abgerundete Eckabschnitte 272, 274 konfiguriert sind, die von der Kantenfläche zur den flachen Seiten oder Reibflächen 254, 255 der Bremsbahn 248 übergehen. Der Radius jeder der abgerundeten Ecken 272, 274 ist etwas kleiner als die Hälfte der Dicke T des Bremsrotors, und der Ursprung der Radien r1, r2 liegt nicht an derselben Position. Dies lässt den kurzen flachen Abschnitt 270 zwischen den zwei abgerundeten Ecken 272, 274 übrig. Die Übergangsabschnitte können gleich oder unterschiedlich konfiguriert sein. In einem Beispiel kann der Radius jeder abgerundeten Ecke gleich sein. In einem anderen Beispiel können die Radien anders sein. Der graduelle Verlauf durch die Außenkantenfläche zwischen dem flachen Abschnitt 270 und den abgerundeten Ecken 272, 274 des Übergangs und zwischen den abgerundeten Ecken des Übergangs und den Flächen 254, 255 der Bremsbahn 248 kann dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 246 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
Die Übergangsabschnitte 272, 274 können auch verschiedene Krümmungen und/oder Formen zur Herstellung des Übergangs aufweisen. Ein Übergangsabschnitt kann zum Beispiel gekrümmt sein, mit einem Radius, wie oben beschrieben, und der andere Übergangsabschnitt kann eine Abfasung oder einen geraden Außenkantenabschnitt aufweisen. Der Übergangsabschnitt kann auch Kombinationen von Krümmungen und/oder Profilen aufweisen. Zum Beispiel kann der Übergangsabschnitt einen Teil einschließen, der einem ersten Radius entsprechend gekrümmt ist und zwischen einem oder mehreren anderen Abschnitt(en) mit einem anderen Radius angeordnet ist. Wie hier beschrieben, kann jeder der Übergangsabschnitte mit jedem anderen Übergangsabschnitt kombiniert sein, um einen Bremsrotor mit jeder Übergangsabschnittskombination herzustellen, wie hier beschrieben.
7 zeigt eine Seitenansicht eines anderen Beispiels eines Bremsrotors 346, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist. In diesem Beispiel weist der Bremsrotor 346 eine Bremsbahn 348 mit einer Dicke T zwischen entgegengesetzten Reibflächen 354, 355 auf. Der Bremsrotor 346 weist eine Umfangskante 358 über die Dicke T auf, die eine Kantenfläche 368 mit einem zentralen flachen Abschnitt 370 zwischen zwei flankierenden Übergangsabschnitten hat, die als angewinkelte, große Abfasungen 372 vorgesehen sind. Eine Höhe H der Abfasungen 372 ist kleiner als die Dicke T des Bremsrotors 346. Eine Tiefe 'd1' der Abfasungen in der Dickenrichtung des Bremsrotors 346 ist kleiner als 45% der Dicke T des Bremsrotors. Die Übergangsabschnitte zwischen den Reibflächen 354, 355 der Bremsbahn 348 und den Abfasungen 372 und zwischen den Abfasungen und dem flachen Abschnitt 370 sind im Wesentlichen abrupte Winkeländerungen ohne zusätzliche Krümmung. Die stumpfen Winkel an diesen Übergangspunkten, die flachen Abfasungen 372 und der flache Abschnitt 370 können jedoch dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 346 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
8 zeigt eine Seitenansicht eines anderen Beispiels eines Bremsrotors 446, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist. In diesem Beispiel weist der Bremsrotor 446 eine Bremsbahn 448 mit einer Dicke T zwischen entgegengesetzten Reibflächen 454, 455 auf. Der Bremsrotor 446 weist eine Umfangskante 458 mit einer Kantenfläche 468 über die Dicke T auf. In diesem Beispiel sind die Übergangsabschnitte mit der Kantenfläche integriert, wobei sowohl die Kantenfläche als auch die Übergangsabschnitte auf einer selben Kurve liegen, die als voll abgerundete oder halbkreisförmige Form zwischen den zwei Reibflächen 454, 455 angeordnet ist. Ein Radius 'r3' der abgerundeten Fläche entspricht der Hälfte der Dicke T des Bremsrotors 446. Der Flächenübergang zwischen den Reibflächen 454, 455 der Bremsbahn 448 und der gekrümmten oder abgerundeten Kantenfläche 468 ist im Wesentlichen sanft und graduell, unter der Voraussetzung, dass die Fläche genau auf der Kantenfläche 468 zentriert ist. Dies deshalb, weil die Tangentialität an den Übergangspunkten parallel zu den Reibflächen 454, 455 ist. Es gibt keine erkennbaren Kanten an der Kantenfläche 468. Fertigungsschwankungen und/oder -toleranzen wie jene, die durch Werkzeugverschleiß verursacht werden, können zu einer Ausführungsform führen, die auf einer Seite 454, 455, der anderen Seite oder auf beiden Seiten eine minimale Kante aufweist, die nicht ganz tangential ist. Dies kann auf jede der Kantenflächen-Ausführungsformen zutreffen, die hier offenbart werden. Dennoch würde solch eine Ausführungsform eine wie hier offenbart geformte Umfangskantenfläche bereitstellen. Die abgerundete oder halbkreisförmige Umfangskante 458 kann dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 446 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
9 zeigt eine Seitenansicht eines anderen Beispiels eines Bremsrotors 546, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist. In diesem Beispiel weist der Bremsrotor 546 eine Bremsbahn 548 mit einer Dicke T zwischen entgegengesetzten Reibflächen 554, 555 auf. Der Bremsrotor 546 weist eine Umfangskante 558 über die Dicke T auf, die in einigen Punkten der Umfangskante 358 des Bremsrotors 346 in 7 entspricht. In diesem Beispiel weist die Kantenfläche 568 einen zentralen gekrümmten oder abgerundeten Abschnitt 570 der Kantenfläche zwischen zwei flankierenden, angewinkelten, tangentialen Abschnitten oder Abfasungen 572 der Übergangsabschnitte auf. Eine Höhe H der Abfasungen 572 kann wieder kleiner als die Dicke T des Bremsrotors 546 sein. Eine Tiefe 'd2' der Abfasungen in der Dickenrichtung des Bremsrotors 546 kann wieder kleiner als 45% der Dicke T des Bremsrotors sein. Der gekrümmte abgerundete zentrale Abschnitt kann einen konstanten Radius oder ein anderes Krümmungsprofil haben. Die Flächenübergänge des Übergangsabschnitts zwischen den Reibflächen 554, 555 der Bremsbahn 548 und den Abfasungen 572 sind die gleichen wie die beim Bremsrotor 346 in 7 und sind daher im Wesentlichen abrupte Übergänge mit abruptem Winkel ohne zusätzliche Abfasungen oder Abrundungen. Die Flächenübergänge des Übergangsabschnitts zwischen den Abfasungen 572 und dem abgerundeten zentralen Abschnitt 570 sind sanft und graduell, ohne erkennbare scharfe Übergangskante. Die stumpfen Winkel an den Übergangspunkten und die graduellen Flächenübergänge an zentralen Übergangspunkten können dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 546 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
10 zeigt eine Seitenansicht eines anderen Beispiels eines Bremsrotors 646, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist. In diesem Beispiel weist der Bremsrotor 646 eine Bremsbahn 648 mit einer Dicke T zwischen entgegengesetzten Reibflächen 654, 655 auf. Der Bremsrotor 646 weist eine Umfangskante 658 über die Dicke T auf, die eine Umkehr der Umfangskante 558 des Bremsrotors 546 in 9 ist. In diesem Beispiel weist die Kantenfläche 668 zwischen zwei flankierenden, gekrümmten oder abgerundeten Abschnitten 672 der Übergangsabschnitte einen zentralen flachen Abschnitt 670 auf. Die gekrümmten Abschnitte 672 können einen konstanten Radius oder eine konstante Krümmung oder ein anderes Krümmungsprofil haben. Die Flächenübergänge des Übergangsabschnitts zwischen dem zentralen flachen Abschnitt 670 und den gekrümmten Abschnitten 672 sind im Wesentlichen abrupte Übergänge mit abruptem Winkel ohne zusätzliche Abfasungen oder Abrundungen. Der Flächenübergang des Übergangsabschnitts zwischen den abgerundeten zentralen Abschnitten 672 und den Reibflächen 654, 655 der Bremsbahn 648 ist sanft und graduell, ohne erkennbare scharfe Übergangskante. Dies deshalb, weil die Tangentialität der Krümmung an diesen Abschnitten an den Übergangspunkten parallel zu den Reibflächen 654, 655 ist. Die stumpfen Winkel an den scharfen Übergangspunkten und die graduell abgerundeten Übergangspunkte an den Reibflächen 654, 655 können dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 646 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
In den Ausführungsformen von 6B, 7, 9, und 10 kann es möglich oder wünschenswert sein, stumpfe, aber scharfkantige Übergangspunkte mit einem abgerundeten Flächenübergang herzustellen, um an diesen Abschnitten Flächentangenten herzustellen, die zu den angrenzenden Abschnitten parallel sind. Dies erzeugt Umfangskantenprofile, die ähnlich aussehen wie die bei den in 6B, 7, 9 und 10 beschriebenen, jedoch auch die reinen, wenn auch stumpfen, scharfkantigen Übergänge beseitigt.
Zur Veranschaulichung zeigt 11 einen Querschnitt eines anderen Beispiels eines Bremsrotors 746, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist, und der dem Bremsrotor 546 von 9 ähnelt. In diesem Beispiel weist der Bremsrotor 746 eine Bremsbahn 748 mit einer Dicke T zwischen entgegengesetzten Reibflächen 754, 755 auf. Der Bremsrotor 746 weist eine Umfangskante 758 über die Dicke T auf. In diesem Beispiel weist die Kantenfläche 768 einen zentralen gekrümmten oder abgerundeten Abschnitt 770 zwischen zwei Übergangsabschnitten mit flankierenden, angewinkelten, tangentialen Abschnitten oder Abfasungen 772 auf. Doch in diesem Beispiel ist jeder der Flächenübergänge an den Übergangspunkten 774 zwischen dem zentralen Abschnitt 770 und den Abfasungen 772 abgerundet oder gekrümmt, und jeder der Flächenübergänge an den Übergangspunkten 776 zwischen den Reibflächen 754, 755 der Bremsbahn 748 und den Abfasungen ist ebenfalls abgerundet oder gekrümmt. Die sanften, graduellen, abgerundeten Punkte können dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 746 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
12 zeigt einen Querschnitt eines anderen Beispiels eines Bremsrotors 846, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist, und der dem Bremsrotor 346 von 7 etwas ähnelt. In diesem Beispiel weist der Bremsrotor 846 eine Bremsbahn 848 mit einer Dicke T zwischen entgegengesetzten Reibflächen 854, 855 auf. Der Bremsrotor 846 weist eine Umfangskante 858 über die Dicke T auf. Eine Kantenfläche 868 weist einen zentralen flachen Abschnitt 870 zwischen zwei flankierenden Übergangsabschnitten mit angewinkelten großen Abfasungen 872 auf. Die Flächenübergänge an den Übergangspunkten 874 zwischen den Reibflächen 854, 855 der Bremsbahn 848 und den Abfasungen 872 sind in diesem Beispiel abgerundet oder gekrümmt. Die Tangente am Übergang 874 kann parallel zu den Reibflächen 854, 855 sein, um jede Kante oder Schärfe daran zu beseitigen. Die Flächenübergänge zwischen den Abfasungen 872 und dem flachen zentralen Abschnitt 870 sind im Wesentlichen scharf, ohne zusätzliche Krümmung. Die stumpfen Winkel an diesen Übergangspunkten und die gekrümmten Übergangsabschnitt-Teile 874 können jedoch dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 846 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
13 zeigt einen Querschnitt eines anderen Beispiels eines Bremsrotors 946, der den Lehren der vorliegenden Offenbarung gemäß konstruiert ist, und der dem Bremsrotor 446 von 8 ähnelt. In diesem Beispiel weist der Bremsrotor 946 eine Bremsbahn 948 mit einer Dicke T zwischen entgegengesetzten Reibflächen 954, 955 auf. Der Bremsrotor 946 weist eine Umfangskante 958 mit einem Profil über die Dicke T auf. In diesem Beispiel ist eine Kantenfläche 968 mit einer ähnlichen Krümmung wie die Übergangsabschnitte integriert, und alle sind abgerundet oder bogenförmig zwischen den zwei Reibflächen 954, 955 vorgesehen. Die Kantenfläche 968 kann auf dem Bremsrotor 946 zentriert oder symmetrisch sein, wenn gewünscht. Ein Radius 'r4' der abgerundeten Fläche 968 in diesem Beispiel ist größer als die Dicke T des Bremsrotors 946. Der Flächenübergang an Übergangspunkten 970 zwischen den Reibflächen 954, 955 der Bremsbahn 948 und der gekrümmten oder abgerundeten Kantenfläche 968 weist daher keine parallele Tangentialität zu den Reibflächen auf. Deshalb ist an den Übergangspunkten 970 eine erkennbare Kante vorhanden. In einer Ausführungsform kann der Flächenübergang abgerundet sein, um die erkennbare Kante zu beseitigen. Die abgerundete oder bogenförmige Umfangskante 968 kann dazu beitragen, das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Außenkantenfläche des Bremsrotors 946 zu beseitigen oder wesentlich zu reduzieren.
Die offenbarten Umfangskantenprofile eines Bremsrotors können auf verschiedene Weisen hergestellt werden. In einer Ausführungsform beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung eines Rotors das Formen eines Übergangsabschnitts einer Umfangskante, das ein Profil formt, das nicht rechtwinklig zu den Reibflächen in der Axialrichtung ist. Zum Beispiel kann Material während der Fertigung von der Umfangskante des Rotors entfernt werden, um das nicht rechtwinklige Profil herzustellen. Material kann durch Fräsen, Schleifen oder andere Prozesse oder Techniken entfernt werden, die das nicht rechtwinklige Axialprofil ergeben. Wenn der Bremsrotor einen runden oder kreisförmigen Außenumfang hat, kann der Rotor selbst an eine rotierende Maschine wie z. B. an eine Drehbank oder Mühle befestigt werden. Ein geeignetes geformtes Werkzeug kann verwendet werden, um die gewünschte Kantenflächen-Form oder Kontur in oder an der Umfangskante des Rotors zu schneiden oder formen. Die Werkzeugform kann zum Beispiel die Negativform einer der vorstehenden Kantenflächen-Formen oder Konturen aufweisen. Das Werkzeug kann dazu konfiguriert sein und verwendet werden, Material von der Rotor-Umfangskante zu entfernen und dadurch die Umfangskantenflächen-Formen und Konturen zu formen. Jede der oben beschriebenen Kantenflächen kann an einem kreisförmigen Bremsrotor geformt werden.
Bremsrotoren können aber auch einen nicht kreisförmigen oder unrunden Außenumfang haben, wie in 2 und 3 gezeigt. Bei diesen Typen von Bremsrotoren kann ein anderes Herstellungsverfahren in Frage kommen. In einer Ausführungsform wird Material aus exzentrischen Bereichen der Außenumfangskante entfernt, wie z. B. Kerben, Ausschnitte und/oder Vertiefungen, um das Axialprofil der Übergangsabschnitte in diesen exzentrischen Bereichen herzustellen. In einer Ausführungsform wird auf dem Gesamtumfang eines unrunden Bremsrotors Material entfernt, um Übergangsabschnitte herzustellen, deren Kontur nicht rechtwinklig zu den Reibflächen ist.
16 stellt einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Herstellung eines Rotors dar. Das Verfahren beinhaltet das Orientieren eines unbearbeiteten Bremsrotors (Schritt 901). Das Orientieren kann jede Aktion oder Aktivität beinhalten, die einen unbearbeiteten Bremsrotor so positioniert, dass der Übergangsabschnitt der Umfangskante des Bremsrotors für eine Fertigungsvorrichtung zur Formung des Bremsrotors zugänglich ist. Ein unbearbeitete Bremsrotor kann ein gestanzter oder geschnittener Bremsrotor in einem Stadium des Fertigungsprozesses sein, der zwar fertige Merkmale, aber mindestens einen scharfen Übergang an der Umfangskante aufweist. Ein unbearbeiteter Bremsrotor kann auch ein Rotorrohling oder ein dünnes Blechmaterial sein, an dem noch keine erkennbaren Rotormerkmale geformt sind. Ein unbearbeiteter Bremsrotor kann auch ein Bremsrotor in einem Stadium der Merkmalserzeugung zwischen diesen Stadien sein.
Am unbearbeiteten Rotor wird mindestens ein Übergangsabschnitt geformt (Schritt 902). Der Übergangsabschnitt wird durch eine geeignete Technik und/oder einen Prozess geformt. Zum Beispiel kann der Übergangsabschnitt durch Biegen, Pressen und/oder anderweitiges Manipulieren des Materials zu einem Übergangsabschnitt geformt werden, der ein Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Umfangskante beseitigt oder wesentlich reduziert, wie z. B. durch Stanzen oder andere Druckbeaufschlagungen und Bearbeiten des Materials des Bremsrotors. In einer Ausführungsform wird der Übergangsabschnitt, der das Vorspringen scharfer Übergangsecken an der Umfangskante beseitigt oder wesentlich reduziert, durch die Entfernung des Materials geformt, wie z. B. durch Fräsen und/oder Schleifen.
14 zeigt ein Beispiel des Herstellungsverfahrens in Form eines vereinfachten Schaubilds, wobei ein Spezialschneidwerkzeug 980 verwendet wird, um eine Umfangskante eines Bremsrotors durch Entfernen von Material vom Bremsrotor zu formen. Das Schneidwerkzeug 980 kann einen Schneidkopf 982 haben, dessen Querschnitt dem gewünschten Umfangskantenprofil, der Form oder Kontur der auf dem Außenumfang des Bremsrotors 46 herzustellenden Kantenfläche entspricht oder diese negativ widerspiegelt. Das Schneidwerkzeug 980 kann mit hoher Geschwindigkeit gedreht werden. Der Bremsrotor 46 kann an eine Vorrichtung (nicht gezeigt) befestigt werden, die dazu konfiguriert ist, den Rotor langsam um seine Drehachse R zu drehen. Die Umfangskante des Bremsrotors 46 und das Schneidwerkzeug 980 können aneinander angrenzend angeordnet werden, wie in 14 gezeigt. Der Bremsrotor kann manuell oder automatisch über die Maschine oder Vorrichtung gedreht werden. Die Vorrichtung und der Bremsrotor 46 können so konstruiert sein, dass der Rotor schwerkraftbedingt zum Schneidwerkzeug 980 fällt. Dies kann während des Schneidens eine stabile, gleichmäßige Belastung gewährleisten. Auf diese Weise kann auch die Außenumfangskante eines nicht kreisförmigen Bremsrotors geformt werden, um zum Beispiel eine der Ausführungsformen herzustellen, die in 6B–13 gezeigt werden. Alternativ dazu kann der Bremsrotor 46 von der Vorrichtung stationär gehalten werden, und das rotierende Schneidwerkzeug 980 kann dazu programmiert sein, dem nicht kreisförmigen Außenumfang des Rotors zu folgen, ähnlich wie eine CNC-Maschine oder dergleichen.
15 zeigt ein Beispiel eines Werkzeugs 990 mit einem Schneidkopf 992, der geformt ist, um das Profil der in 5, 6A und 6B dargestellten Umfangskante 258 des Bremsrotors 246 zu formen. In diesem Beispiel ist der Schneidkopf 992 geformt, um zwei gekrümmte, beabstandete, abgerundete Segmente 994 zu definieren, die über den Werkzeugkopf symmetrisch voneinander beabstandet sind. Die Radien der zwei gekrümmten Segmente 994 in diesem Beispiel sind gleich, aber nicht konzentrisch miteinander. Daher weist auch der Werkzeug-Schneidkopf 992 einen flachen Bereich 996 zwischen den zwei gekrümmten Segmenten 994 auf. Die gekrümmten Segmente 994 schneiden und formen die abgerundeten Ecken 272, 274 des Übergangsabschnitts auf der Umfangskante. Der flache Bereich 996 schneidet und formt den flachen Abschnitt auf der Kantenfläche 268. Wie in 15 gezeigt, können die Radien 'r1' und 'r2' der gekrümmten Segmente 994 auf dem Schneidwerkzeug zum Beispiel jeweils 0,816 mm sein. Die Gesamtbreite über dem Schneidkopf 992 kann etwa 2,213 mm sein, und der flache Bereich 996 kann etwa 0,462 mm breit sein. Wenn das Werkzeug 990 einen völlig symmetrischen Schnitt auf der Kantenfläche 268 des Bremsrotors 246 durchführt, gelten diese Abmessungen auch für die abgerundeten Ecken 272, 274 und den flachen Abschnitt 270 auf der Kantenfläche. Doch Fertigungs- und Toleranzschwankungen und Teilebewegung während der Fertigung können zu einer Umfangskante führen, deren Abmessungen nicht genau symmetrisch sind. In einem spezifischen Beispiel, bei dem die Dicke T des Bremsrotors 246 2,213 mm ist, kann der Radius 'r1' einer abgerundeten Ecke 272 0,790 mm sein, und der Radius 'r2' der anderen abgerundeten Ecke kann 0,819 mm sein, während der zentrale flache Abschnitt 0,326 mm breit sein kann.
Die Bremsrotor- und die Kantenflächen-Ausführungsformen, die hier offenbart und beschrieben wurden, können sowohl bei der Montage als auch beim Gebrauch eine bessere Handhabung von Bremsrotoren ermöglichen.
Obwohl hier bestimmte Bremsrotoren, Umfangskanten, Rotor-Kantenflächen und Übergangsprofile, -formen oder -konturen und Herstellungsverfahren beschrieben wurden, die den Lehren der vorliegenden Offenbarung entsprechen, ist der Umfang dieses Patents nicht darauf eingeschränkt. Im Gegenteil, wie für den Fachmann nach dem Durchlesen dieser Offenbarung hervorgeht, deckt dieses Patent alle Ausführungsformen der Lehren der Offenbarung und deren Äquivalente ab, die im Umfang der zulässigen Äquivalente liegen.
Die Zeichnungen der hier beschriebenen Ausführungsformen sollen ein allgemeines Verständnis der Struktur der verschiedenen Ausführungsformen ermöglichen. Die Zeichnungen sollen nicht als vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale der Vorrichtung und der Systeme dienen, welche die hier beschriebenen Strukturen oder Merkmale verwenden. Dem Fachmann werden nach Durchlesen der Offenbarung viele andere Ausführungsformen einfallen. Andere Ausführungsformen können verwendet und aus der Offenbarung abgeleitet werden, wodurch strukturelle und logische Ersetzungen und Änderungen möglich sind, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Ferner sind die Zeichnungen lediglich veranschaulichend und können nicht maßstabsgetreu gezeichnet sein. Bestimmte Proportionen in den Zeichnungen können übertrieben sein, während andere Proportionen minimiert sind. Die Offenbarung und die Zeichnungen sind daher eher als veranschaulichend als einschränkend zu betrachten.
Obwohl diese Patentschrift viele Spezifika enthält, sind diese nicht als Einschränkung des Umfangs der Erfindung oder des beanspruchten Gegenstands zu verstehen, sondern vielmehr als Beschreibung von Merkmalen, die für bestimmte Merkmale der Erfindung spezifisch sind. Bestimmte Merkmale, die in dieser Patentschrift im Kontext separater Ausführungsformen beschrieben werden, können auch in Kombination in einer einzelnen Ausführungsform implementiert werden. Umgekehrt können verschiedene Merkmale, die im Kontext einer einzelnen Ausführungsform beschrieben werden, auch separat oder in jeder geeigneten Teilkombination in mehreren Ausführungsformen implementiert werden. Auch wenn Merkmale oben als in bestimmten Kombinationen wirkend oder selbst anfangs als solche beansprucht werden, können ein oder mehrere Merkmale einer beanspruchten Kombination in einigen Fällen aus der Kombination herausgenommen werden, und die beanspruchte Kombination kann zu einer Teilkombination oder einer Variante einer Teilkombination umgewandelt werden.
Obwohl Operationen und/oder Schritte in den Zeichnungen in einer bestimmten Abfolge dargestellt und hier beschrieben werden, ist dies dementsprechend nicht so zu verstehen, dass diese Operationen in der bestimmten dargestellten Reihenfolge oder Abfolge durchgeführt werden müssen, oder dass alle dargestellten Operationen durchgeführt werden müssen, um wünschenswerte Ergebnisse zu erreichen. Unter gewissen Umständen können Multitasking und Parallelverarbeitung vorteilhaft sein. Darüber hinaus ist die Trennung der verschiedenen Systemkomponenten in den Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden, nicht so zu verstehen, dass solch eine Trennung in allen Ausführungsformen erforderlich ist, und es versteht sich, dass beschriebene Programmkomponenten und Systeme allgemein zu einem einzigen Softwareprodukt integriert oder in mehreren Softwareprodukten angeboten werden können.
Eine oder mehrere Ausführungsformen der Offenbarung können hier einzeln und/oder zusammengenommen der Einfachheit halber durch den Begriff „Erfindung” bezeichnet werden, ohne den Umfang dieser Anmeldung auf eine bestimmte Erfindung oder ein bestimmtes erfinderisches Konzept einschränken zu wollen. Obwohl hier spezifische Ausführungsformen dargestellt und beschrieben wurden, versteht es sich, dass die gezeigten spezifischen Ausführungsformen durch jede spätere Anordnung ersetzt werden können, die konzipiert ist, den gleichen oder einen ähnlichen Zweck zu erfüllen. Diese Offenbarung soll jede und alle späteren Anpassungen oder Varianten verschiedener Ausführungsformen abdecken. Kombinationen der obigen Ausführungsformen und andere Ausführungsformen, die hier nicht spezifisch beschrieben wurden, gehen für den Fachmann aus der Beschreibung hervor.
Die Kurzfassung der Offenbarung erfüllt 37 C.F.R. §1.72(b) und wird mit dem Verständnis eingereicht, dass sie nicht verwendet wird, um den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Zudem können in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung verschiedene Merkmale in einer einzigen Ausführungsform zusammengefasst oder beschrieben worden sein, um die Offenbarung zu vereinfachen. Diese Offenbarung ist nicht so zu interpretieren, dass die beanspruchten Ausführungsformen mehr Merkmale erfordern, als ausdrücklich in jedem Anspruch aufgeführt. Vielmehr kann sich der erfinderische Gegenstand, wie aus den folgenden Ansprüchen hervorgeht, auf weniger als alle Merkmale der offenbarten Ausführungsformen beziehen. Daher werden die folgenden Ansprüche in die ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich genommen einen separat beanspruchten Gegenstand definiert.
Die vorstehende ausführliche Beschreibung ist eher als beispielhaft als einschränkend aufzufassen, und es versteht sich, dass die folgenden Ansprüche einschließlich aller Äquivalente den Umfang der Erfindung definieren. Die Ansprüche sind nicht auf die beschriebene Reihenfolge oder beschriebenen Elemente beschränkt, außer bei anderslautender Angabe. Deshalb werden alle Ausführungsformen, die im Umfang und Wesen der folgenden Ansprüche und Äquivalente davon liegen, als Erfindung beansprucht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

37 C.F.R. §1.72(b) [0089]

Claims

Bremsrotor für ein Fahrrad, umfassend: eine Umfangsbremsbahn, die um eine Drehachse des Bremsrotors herum angeordnet ist, wobei die Umfangsbremsbahn eine erste Fläche und eine zweite Fläche umfasst, die axial nach außen voneinander abgewandt sind und auf axial entgegengesetzten Seiten des Bremsrotors liegen, wobei die zwei Flächen eine Dicke dazwischen definieren; eine Außenumfangskante in der Umfangsrichtung um den Bremsrotor herum, wobei die Außenumfangskante umfasst: eine Kantenfläche, die auf der Außenumfangskante radial nach außen gerichtet ist, und einen Übergang zwischen jeder der zwei Flächen und der Kantenfläche; wobei mindestens ein Übergangsteil der Außenumfangskante in einer Axialrichtung des Bremsrotors nicht rechtwinklig zu den zwei Flächen ist.
Bremsrotor nach Anspruch 1, außerdem umfassend: eine Vielzahl von Stützelementen; und einen Montageabschnitt, wobei die Stützelemente zwischen dem Montageabschnitt und der Bremsbahn verlaufen und diese miteinander verbinden, wobei der Bremsrotor einschließlich der Bremsbahn, der Stützelemente und des Montageabschnitts bevorzugt im Wesentlichen flach ist.
Bremsrotor nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Außenumfangskante nicht kreisförmig ist, wobei die Außenumfangskante bevorzugt eine oder mehrere Kerben oder Vertiefungen aufweist, die darin geformt sind, wobei jede dieser Kerben oder Vertiefungen eine Kontur hat, die mit der Drehachse nicht konzentrisch ist.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Bremsrotor einen Durchmesser hat, und wobei ein Verhältnis des Durchmessers zur Dicke zwischen 48 und 140 liegt.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bremsbahn eine Breite in einer Radialrichtung zur Drehachse zwischen 10 mm und 18 mm hat.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Bremsbahn der radial äußerste Teil des Bremsrotors ist, wobei die zwei Flächen die entgegengesetzten Axialseiten auf der Bremsbahn sind, und wobei die Umfangskante auf einem radial äußersten Teil der Bremsbahn liegt.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Übergangsteil der Außenumfangskante einen in der Axialrichtung gekrümmten Abschnitt umfasst.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Übergangsteil der Außenumfangskante eine Abfasung in der Axialrichtung umfasst.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kantenfläche zwischen den zwei Flächen in der Axialrichtung abgerundet oder gekrümmt ist, wobei die abgerundete oder gekrümmte Kantenfläche bevorzugt einen konstanten Radius hat, wobei der konstante Radius insbesondere halb so groß oder mehr als halb so groß wie die Dicke zwischen den zwei Flächen ist.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kantenfläche einen zentralen Abschnitt umfasst, der zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abschnitten angeordnet ist, und wobei entweder der zentrale Abschnitt oder die zwei flankierenden Abschnitte den Übergangsteil der Außenumfangskante umfassen.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kantenfläche einen zentralen flachen Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden gekrümmten Abschnitten umfasst, wobei die gekrümmten Abschnitte bevorzugt so ausgelegt und angeordnet sind, dass Tangenten daran an jedem der Übergänge parallel zu den zwei Flächen sind.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kantenfläche einen zentralen gekrümmten Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abfasungen umfasst, wobei die Übergänge bevorzugt zwischen den zwei flankierenden Abfasungen und den zwei Flächen liegen und abgerundet sind.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Kantenfläche einen zentralen flachen Abschnitt zwischen zwei in der Axialrichtung flankierenden Abfasungen umfasst.
Bremsrotor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Außenumfangskante nicht kreisförmig ist, wobei die Außenumfangskante bevorzugt eine oder mehrere Exzentrizitäten einschließlich des Übergangs umfasst, wobei die Exzentrizitäten insbesondere Kerben oder Vertiefungen sind, die in der Außenumfangskante geformt sind, wobei die Kerben oder Vertiefungen jeweils eine Kontur haben, die nicht konzentrisch mit der Drehachse ist.
Verfahren zur Herstellung eines Bremsrotors, umfassend: Orientieren eines unbearbeiteten Bremsrotors in Bezug auf eine Materialentfernungsvorrichtung; Entfernen von Material an einer Umfangskante des unbearbeiteten Bremsrotors, um zwischen einer Umfangskantenfläche und einer Reibfläche des Bremsrotors einen Übergang zu formen, der nicht rechtwinklig zur Reibfläche ist.