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Die Erfindung betrifft eine Luftleitdüse und einen hieraus gebildeten Kühlkopf zur Erzeugung eines Kühlluftstromes für eine Reibringfläche auf dem Bremsenring einer Fahrradbremsscheibe.
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Es sind eine Vielzahl von Luftkühlvorrichtungen für eine Scheibenbremse an einem motorisch betriebenen Fahrzeug bekannt, z.B. an einem Motorrad. Diese sind in der Regel in die Bremsvorrichtung, welche die Bremsklötze enthält und auf die Bremsscheibe einwirkt, fest integriert. Auf Grund des motorischen Antriebs sind mit einem solchen Fahrzeug hohe Fahrgeschwindigkeiten und lange Fahrdauern erziehbar. Die gesamte Bremsenanlage kann dabei großen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt sein, so dass diese entsprechend robust ausgeführt sein muss.
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Solche Bauformen sind für Fahrräder, welche durch die Muskelkraft einer Person angetrieben werden und u.U. nur einen elektromotorischen Hilfsantrieb aufweisen, nicht geeignet. Diese haben ein zu hohes Eigengewicht und sind in der Regel nicht mit den im Fahrradbau üblichen Standardkomponenten kompatibel. Zudem treten beim Gebrauch von Fahrrädern nur in Sonderfällen Situationen auf, bei denen die Bremsscheiben einer besonderen Belastung ausgesetzt sind, z.B. im Rennsport oder bei Fahrten im Gelände.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine leichte und universelle Kühlvorrichtung anzugeben, welche zum Einsatz an einem vorrangig durch die Muskelkraft einer Person betriebenen Fahrrad geeignet ist.
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Die Aufgabe wird gelöst mit der im Anspruch 1 angegebenen Luftleitdüse und dem im Anspruch 6 angegebenen Kühlkopf. Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erfindungsgemäße weist die Luftleitdüse einen gekrümmten Luftleitschacht auf. Dieser besteht aus einem Doppelkammersystem aus einer Verdichtungskammer und einer anschließenden Umlenkkammer.
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Dabei tritt Fahrtwind über ein Eintrittsfenster in die Verdichtungskammer ein. In Richtung der Luftströmung weist diese einen abnehmenden Querschnitt auf, dass in der Art einer Düse die Geschwindigkeit der Luftströmung erhöht wird. Je größer das Eintrittsfenster für den Fahrtwind und die Querschnittsverengung zur Erzielung der Düsenwirkung gewählt werden können, umso wirkungsvoller ist der damit erzeugte Kühlluftstrom für die Fahrradbremsscheibe. In der Praxis ist dies von den an der Bremsschiebe eines Fahrrads im Einzelfall verfügbaren Platzverhältnisses abhängig. Mittels der folgenden Umlenkkammer wird die Luftströmung aus der Verdichtungskammer schließlich als Kühlluftstrom möglichst direkt auf eine Reibringfläche gerichteten.
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Die erfindungsgemäße passive Kühlvorrichtung bietet den Vorteil, dass insbesondere bei kurzzeitigen, außergewöhnlichen Belastungen eines Fahrradbremsensystems, z.B. bei einer schnellen Talfahrt mit einem Mountain-Bike durch unwegsames Gelände, eine passive Verstärkung der natürlichen Kühlwirkung einer Bremsscheibe durch den Fahrtwind erfolgt, ohne dass aufwendige Eingriffe in den herstellerseitigen Aufbau der Bremsanlage erforderlich sind.
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Bei einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung weist die Umlenkkammer der Luftleitdüse eine Prallwand zur Richtungsänderung der Luftströmung aus der Verdichtungskammer und ein annähernd über einer Reibringfläche liegendes Austrittsfenster für den Kühlluftstrom auf. Hiermit kann der verdichtete, passive Kühlluftstrom besonders wirkungsvoll auf einen zu kühlenden Oberflächenbereich einer Fahrradbremsscheibe gerichtet werden. Vorteilhaft kann die passive Kühlwirkung weiter erhöht werden, wenn auch die Umlenkkammer bei einer weiteren Ausführung einen abnehmenden Querschnitt in Richtung der Luftströmung aufweist, so dass der Düseneffekt weiter verstärkt wird.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführung ist die erfindungsgemäße Luftleitdüse mit einer zusätzlichen Fixier- und Positioniervorrichtung ausgestattet. Diese ermöglicht eine Halterung an einem Element eines Fahrradrahmens, so dass das Eintrittsfenster der Verdichtungskammer für Fahrtwind möglichst in Fahrtrichtung ausgerichtet ist. Bevorzugt ist die Fixier- und Positioniervorrichtung so ausgeführt, dass eine möglichst nahe Anbringung der Luftleitdüse im Bereich einer Fahrradbremse insbesondere an einer Radgabel möglich ist.
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Die Handhabung der erfindungsgemäßen Luftleitdüse kann weiter dadurch erhöht werden, wenn diese über eine lösbare Steckverbindung mit der Fixier- und Positioniervorrichtung verbunden ist. Die Steckverbindung kann dabei an der Verdichtungs- und/oder Umlenkkammer bzw. einem diese umgebenden Gehäuse angebracht sein. Diese Ausführung macht es einer Person möglich, die erfindungsgemäße Luftleitdüse bei Bedarf nur vorübergehend anzubringen, d.h. wenn eine besondere Belastung der Fahrradbremsanlage etwa bei einer langen Talfahrt bevorsteht. Im normalen Fahrbetrieb, z.B. auf ebenen Wegen, kann diese wieder abgenommen werden. Es kann damit z.B. eine Verschmutzung oder auch ein Verlust der Luftleitdüse reduziert werden.
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Ein weiterer, besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass z.B. zwei Luftleitdüsen zu einem Kühlkopf verbunden werden können. Dabei sind die Luftleitdüsen unter Bildung eines Durchlaufschlitzes für den Bremsenring einer Fahrradbremsscheibe gegenüberliegend angeordnet, so dass deren Kühlluftströme beidseitig auf die Reibringflächen des Bremsenrings gerichtet sind. Eine solche Ausführung wird am Beispiel der Figuren noch näher erläutert werden.
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Die Erfindung und weitere vorteilhafte Ausführungen derselben werden anhand der kurz angeführten Figuren nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt
- 1 eine perspektivische Ansicht einer ausschnittsweise dargestellten Bremsscheibe an einer Radnabe, wobei die Bremsscheibe mit bevorzugten Ausführungen sowohl einer erfindungsgemäßen Luftleitdüse als auch eines erfindungsgemäßen Kühlkopfes ausgestattet ist,
- 2 eine seitliche Draufsicht auf die Bremsscheibe von 1, die mit einem beispielhaften Kühlkopf ausgestattet ist,
- 3 den beispielhaften Kühlkopf von 2 in einer Längsschnittdarstellung, und
- 4 den beispielhaften Kühlkopf von 3 in einer Querschnittdarstellung.
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1 zeigt ausschnittsweise und in einer perspektivischen Ansicht eine beispielhafte Fahrradbremsscheibe B an einer Radnabe N, z.B. der Vorderradnabe eines Fahrradrahmens R. Die Radnabe N weist beidseitig Speichenringe N1, N2 zur Halterung von Fahrradspeichen auf, die in 1 nicht dargestellt sind, und ist im Bereich der unteren Enden der Radgabeln G1 und G2, z.B. eines Vorderrades, drehbar und abnehmbar gelagert.
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Eine beispielhafte Fahrradbremsscheibe B ist über einen Montagering B1 form- und kraftschlüssig z.B. über Schrauben an der Radnabe N gehalten. Der Montagering B1 geht über in eine Felge B2, welche einen gelochten Bremsenring B3 mit einer äußeren und inneren Reibringfläche B31, B32 trägt. Auf den Bremsenring B3 greifen Bremsklötze S1 ein, die in einem Bremssattel S gehalten und über Bremsleitung S2 eines Betätigungssystems aktiviert werden können. Der Bremssattel S ist hinter Radgabel G2 angebracht und in der Seitenansicht von 2 zu sehen.
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Im Beispiel der 1 ist die Bremsscheibe B sowohl mit einer bevorzugten Ausführung einer erfindungsgemäßen Luftleitdüse L3 als auch mit einer bevorzugten Ausführung eines erfindungsgemäßen Kühlkopfes K ausgestattet. Dieser besteht aus einer Kombination der Luftleitdüsen L1 und L2. Dabei ist Luftleitdüse L3 z.B. über den Haltearm H4 einer Fixier- und Positioniervorrichtung H so am unteren Ende der Radgabel G2 gehalten, dass diese möglichst nahe an der äußeren Reibringfläche B31 des Bremsenrings B3 platziert ist. Diese kann somit den bereitgestellten Kühlluftstrom direkt auf die jeweils darunter liegende äußere Reibringfläche B31 bzw. B32 leiten.
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Weiterhin ist der Kühlkopf K über den Klemmbogen H1, z.B. eine halbringförmige Schelle, so an der Radgabel G2 gehalten, dass dessen erste bzw. zweite Luftleitdüse L1 bzw. L2 möglichst nahe an der äußeren bzw. inneren Reibringfläche B31 bzw. B32 des Bremsenrings B3 platziert sind. Vorteilhaft sind die Luftleitdüsen L1 und L2 des Kühlkopfes K über einen Verbindungssteg K1 so miteinander verbunden, dass sich ein Durchlaufschlitz K2 für den Bremsenring K2 zwischen den Luftleitdüsen L1, L2 ergibt. Diese können somit den jeweils bereitgestellten Kühlluftstrom direkt auf die jeweils darunter liegende äußere bzw. innere Reibringfläche B31 bzw. B32 leiten.
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Bei einer weiteren, in den 1 bis 4 bereits dargestellten beispielhaften Ausführung, ist zwischen der Fixier- und Positioniervorrichtung H z.B. im Bereich des Kühlkopfes K zusätzlich eine lösbare Steckverbindung angeordnet.
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Diese weist z.B. eine Einstecköffnung H3 an einem Tragevorsprung H2 des Klemmbogens H1 auf. Darin kann ein Einsteckdorn K3, der z.B. an der Unterseite der Luftleitdüse L1 angeordnet und vorteilhaft mit einer Mantelriffelung zur Verdrehsicherung ausgestattet ist, fixiert werden. Eine solche Ausführung der Fixier- und Positioniervorrichtung H ist z.B. in der Längsschnittdarstellung von 3 im Detail zu sehen.
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Die im Beispiel der 1 gezeigten und gemäß der Erfindung ausgeführten Luftleitdüsen weisen die gleiche Grundform auf. So weist dritte Luftleitdüse L3, welche am unteren Ende des Bremsenrings B3 platziert ist, gekrümmten Luftleitschacht L32 auf. In diesen tritt Fahrtwind über ein Eintrittsfenster L31 ein. Die derart eingefangene Luftströmung wird darin zu einem Kühlluftstrom verdichtet und umgelenkt, so dass dieser über ein Austrittsfenster L36 am hinteren Ende der Luftleitdüse L3 möglichst direkt auf die äußere Reibringfläche B31 gerichtet werden kann.
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In entsprechender Weise verfügen die beiden Luftleitdüsen L1 bzw. L2, die wie oben bereits beschrieben wurde zu einem Kühlkopf K verbunden und am oberen Ende des Bremsenrings B3 platziert sind, ebenfalls über jeweils einen gekrümmten Luftleitschacht L12 bzw. L22. In diesen tritt Fahrtwind über jeweils ein Eintrittsfenster L11 bzw. L21 ein. Die derart eingefangenen Luftströmungen werden darin zu Kühlluftströmen verdichtet und jeweils so umgelenkt, so dass diese über jeweils ein Austrittsfenster am hinteren Ende der Luftleitdüse L1 bzw. L2 möglichst direkt auf die äußere bzw. innere Reibringfläche B31 bzw. B32 gerichtet werden können.
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Die 2 und 3 zeigen die Bremsscheibe B von 1 mit dem beispielhaften, erfindungsgemäßen Kühlkopf K. Die Luftleitdüse L3 ist nicht nochmals dargestellt. Aus der seitlichen Draufsicht in 2 und der Längsschnittdarstellung in 3 entlang einer Schnittachse X2 (siehe 4) ist ersichtlich, wie der Bremsenring B3 der Bremsscheibe B den Kühlkopf K quasi durchläuft, d.h. die beiden Reibringe B31, B32 von den beiden Luftleitdüsen L1, L2 umfasst werden. Weiterhin ist am Beispiel der Luftleitdüse L1 der erfindungsgemäße Aufbau des gekrümmten Luftleitschachts L12 dargestellt. So tritt der Fahrtwind E am Eintrittsfenster L11 zunächst in die sich verjüngende Verdichtungskammer L13 ein und wird als Luftströmung E1 düsenartig beschleunigt. In Folge gelangt die Strömung in die anschließende Umlenkkammer L14 und wird bevorzugt über eine Prallwand L15 an deren Ende in ein Austrittsfenster L16 umgelenkt. Dieses öffnet sich direkt auf die darunter vorbeilaufende äußere Reibringfläche B31. Diese Luftströmung E2 aus der Umlenkkammer L14 prallt als beschleunigter Kühlluftstrom direkt auf die zu kühlende Reibringfläche B31.
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4 zeigt schließlich den beispielhaften Kühlkopf von 3 in einer Querschnittdarstellung entlang einer Schnittachse X1 (siehe 3). Darin ist die Funktionsweise der gegenüber liegenden Luftleitdüsen L1 und L2 des Kühlkopfes K im Detail dargestellt. Zur besseren Übersicht ist der im dazwischen liegenden Durchlaufschlitz K2 rotierende Bremsenring der Fahrradbremsscheibe nicht gezeigt.
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So tritt Fahrtwind E am Eintrittsfenster L11 bzw. L21 zunächst in die sich verjüngenden Verdichtungskammern L13 bzw. L23 ein und wird als Luftströmungen E1 jeweils düsenartig beschleunigt. In Folge gelangen die Strömungen in die sich jeweils anschließenden Umlenkkammer L14 bzw. L24 und werden bevorzugt über jeweils eine Prallwand L15 bzw. L25 an deren Enden in jeweils ein Austrittsfenster L16 bzw. L26 umgelenkt. Dieses öffnen sich direkt auf die darunter vorbeilaufende äußere bzw. innere Reibringfläche. Diese Luftströmung E2 aus den Umlenkkammern L14 und L24 prallen als beschleunigte Kühlluftströme direkt auf die zu kühlenden Reibringflächen des Bremsenrings.
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Die Erfindung wurde anhand von derzeit bevorzugten Ausführungsformen und verschiedenen Beispielen beschrieben. Allerdings ist der Schutzbereich nicht durch die Beschreibung der Ausführungsformen oder die Darstellungen in den Figuren beschränkt, sondern durch die angehängten Ansprüche definiert.
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Bezugszeichenliste
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- R
- Fahrradrahmen (Ausschnitt)
- G1, G2
- Radgabeln, z.B. für ein Vorderrad
- N
- Radnabe, z.B. Vorderradnabe
- N1, N2
- Speichenringe
- B
- Fahrradbremsscheibe
- B1
- Montagering, form- und kraftschlüssig an Radnabe
- B2
- Felge
- B3
- Bremsenring, gelocht
- B31
- äußere Reibringfläche
- B32
- innere Reibringfläche
- S
- Bremssattel
- S1
- Bremsklötze
- S2
- Bremsleitung eines Betätigungssystems
- L1
- erste Luftleitdüse
- L11
- Eintrittsfenster
- L12
- gekrümmter Luftleitschacht
- L13
- Verdichtungskammer
- L14
- Umlenkkammer
- L15
- Prallwand
- L16
- Austrittsfenster
- L2
- zweite Luftleitdüse
- L21
- Eintrittsfenster
- L22
- gekrümmter Luftleitschacht
- L23
- Verdichtungskammer
- L24
- Umlenkkammer
- L25
- Prallwand
- L26
- Austrittsfenster
- L3
- dritte Luftleitdüse
- L31
- Eintrittsfenster
- L32
- gekrümmter Luftleitschacht
- L36
- Austrittsfenster
- E
- Lufteintritt (Fahrtwind)
- E1
- Luftströmungen in einer Verdichtungskammer
- E2
- Luftströmungen in einer Umlenkkammer
- K
- Kühlkopf
- K1
- Verbindungssteg für erste und zweite Luftleitdüse
- K2
- Durchlaufschlitz für äußeren Bremsring zwischen Luftleitdüsen
- K3
- Einsteckdorn, vorteilhaft mit Mantelriffelung zur Verdrehsicherung
- H
- Fixier- und Positioniervorrichtung
- H1
- Klemmbogen, insbesondere halbringförmige Schelle
- H2
- Tragevorsprung
- H3
- Einstecköffnung
- H4
- Haltearm
- X1, X2
- Schnittachsen
