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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Diese
Erfindung betrifft bezieht sich allgemein auf eine Fahrradscheibenbremsnabe.
Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Fahrradscheibenbremsnabe,
bei welcher der Scheibenbremsrotor an einem keilverzahnten Bereich
des Nabengehäuses montiert ist.
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2. Hintergrundinformationen
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Fahrradfahren
wird zunehmend beliebter als Art der Erholung, genauso wie als Fortbewegungsmittel.
Darüber hinaus wurde das Fahrradfahren ein sehr beliebter
Wettkampfsport. Egal ob das Fahrrad zur Erholung, zur Fortbewegung
oder für den Wettkampf genutzt wird, die Fahrradindustrie
verbessert ständig ihre Komponenten. Eine spezielle Komponente
des Fahrrads, welche in den letzten Jahren umfassend überarbeitet
wurde, ist das Fahrradbremssystem.
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Es
gibt verschiedene Arten von Fahrradbremsvorrichtungen, welche gegenwärtig
auf dem Markt erhältlich sind. Beispiele einiger Arten üblicher Fahrradbremsvorrichtungen
umfassen Felgenbremsen, Cantileverbremsen und Scheibenbremsen. Falls ein
Fahrer ein sehr leistungsfähiges Bremssystem wünscht,
dann wünscht der Fahrer typischerweise ein Scheibenbremsensystem.
Scheibenbremsensysteme stellen eine beträchtliche Bremsleistung
im Verhältnis zum Betrag der auf den Bremshebel ausgeübten
Bremskraft zur Verfügung. Darüber hinaus sehen Scheibenbremssysteme
typischerweise bei jedem Wetter und allen Fahrbedingungen einen
hohen Grad an Kontinuität auf.
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Typischerweise
enthält eine Bremsscheibenanordnung für ein Fahrrad
einen Bremssattel, welcher am Fahrradrahmen befestigt ist und in
Wirkverbindung mit einem Brems hebel steht, und einen Scheibenbremsrotor,
welcher fest mit der Nabe des Rades des Fahrrads verbunden ist.
Der Scheibenbremsrotor ist auf viele verschiedene Arten mit der Nabe
des Rades verbunden worden. Zum Beispiel ist oft ein Bremsrotor-Befestigungsflansch
vorhanden, um den Scheibenbremsrotor mit der Nabe zu verschrauben.
Alternativ weist, wie im
US-Patent
Nr. 6,206,144 von Di Bella gezeigt, die Nabe Keile an einem
Ende, an dem ein Nabenwulstteil nicht-drehbar montiert und mittels
eines Sicherungsrings gesichert ist, auf. Ein Problem dieser letzten
Methode der Befestigung des Scheibenbremsrotors an der Nabe ist, dass
der äußere Sitz so beschädigt werden
kann, dass der Sicherungsring nicht mehr daran befestigt werden
kann. Ein Problem dieser Art der Befestigungsmethode ist, dass der
Bremsrotorbefestigungsabschnitt oft schwierig herzustellen ist und/oder
es schwierig ist, den Bremsrotor daran zu befestigen.
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Angesichts
des Obenstehenden besteht ein Bedarf für eine verbesserte
Fahrrad-Scheibenbremsnabe, welche die vorgenannten Probleme im Stand der
Technik überwindet. Diese Erfindung befasst sich mit diesem
Bedarf im Stand der Technik sowie mit anderen Bedürfnissen,
welche für den Fachmann aus dieser Offenbarung offensichtlich
sein werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrrad-Scheibenbremsnabe
zur Verfügung zu stellen, welche relativ zuverlässig
und langlebig ist, sodass der Scheibenbremsrotor selbst nach intensivem
Gebrauch einfach auf der Nabe installiert werden kann.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrrad-Scheibenbremsnabe
zur Verfügung zu stellen, welche ein relativ geringes Gewicht
besitzt.
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Eine
noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrrad-Scheibenbremsnabe zur
Verfügung zu stellen, deren Gesamtkonstruktion relativ
kompakt ist.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrradnabe
zur Verfügung zu stellen, welche relativ günstig
herzustellen ist.
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Die
obigen Aufgaben können grundsätzlich durch das
Bereitstellen einer Fahrrad-Scheibenbremsnabe gelöst werden,
welche eine Nabenachse, ein Nabengehäuse, einen Bremsrotorbefestigungsabschnitt
und einen Klemmring aufweist. Die Nabenachse hat eine Mittelachse,
welche sich in einer axialen Richtung zwischen einem ersten Achsenende und
einem zweiten Achsenende erstreckt. Das Nabengehäuse hat
ein erstes und ein zweites Nabengehäuseende, wobei die
Nabenachse drehbar mit dem Nabengehäuse verbunden ist.
Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt ist am ersten Nabengehäuseende angeordnet.
Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt hat eine Außenfläche
mit einem Außenkeilabschnitt sowie eine ringförmige
Innenfläche mit einem Innengewinde. Der Klemmring hat einen
rohrförmigen Mittelabschnitt mit einem Außengewinde
und einen Anschlagflansch, welcher sich von dem rohrförmigen Mittelabschnitt
nach außen erstreckt, um eine in Achsrichtung zeigende
Haltefläche zu bilden. Das Außengewinde des rohrförmigen
Mittelabschnitts greift mit dem Innengewinde des Bremsrotorbefestigungsabschnitts
ineinander.
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In
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
der Bremsmotor zwischen dem Klemmring und dem Rotorbefestigungsansatz
gehalten, während in einem anderen Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung der Bremsrotor an dem Rotorbefestigungsansatz
vernietet wird.
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Diese
und weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden detaillierten Beschreibung,
welche zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung offenbart,
offensichtlich.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Bezug
nehmend nun auf die beiliegenden Zeichnungen, welche einen Teil
dieser ursprünglichen Offenbarung ausmachen:
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1 ist
eine Seitenansicht eines herkömmlichen Fahrrads mit einer
vorderen und einer hinteren Scheibenbremsnabe gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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2 ist
eine schematische Ansicht der vorderen Scheibenbremsenanordnung,
welche mit einer vorderen Gabel und einem vorderen Scheibenbremsen-Betätigungsmechanismus
verbunden ist, des in 1 veranschaulichten Fahrrads;
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3 ist
eine schematische Ansicht der hinteren Scheibenbremsenanordnung,
welche mit einer hinteren Gabel und einem hinteren Scheibenbremsen-Betätigungsmechanismus
verbunden ist, des in 1 veranschaulichten Fahrrads;
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4 ist
eine perspektivische Explosionsansicht von außen der vorderen
Scheibenbremsnabe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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5 ist
eine perspektivische Explosionsansicht von innen der vorderen Scheibenbremsnabe, welche
in 4 gezeigt ist, gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine Explosionsansicht der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in 4 und 5 gezeigt
ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung;
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7 ist
eine Explosionsansicht der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in 4 bis 6 gezeigt
ist, wobei der obere Bereich der vorderen Scheibenbremse im Schnitt
gezeigt ist;
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8 ist
eine Zusammenbauansicht der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in 4 bis 7 gezeigt
ist, wobei der obere Bereich der vorderen Scheibenbremse im Schnitt
gezeigt ist;
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9 ist
eine vergrößerte Perspektivansicht der vorderen
Scheibenbremsnabe, welche in 4 bis 8 gezeigt
ist, wobei der hintere Scheibenbremsrotor, der Rotorbefestigungsansatz
und der Rotorklemmring entfernt sind;
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10 ist
eine Perspektivansicht von außen des Rotorbefestigungsansatzes
für die vordere Scheibenbremsnabe, welche in 4 bis 9 gezeigt
ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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11 ist
eine Perspektivansicht von innen des in 10 veranschaulichten
Rotorbefestigungsansatzes für die vordere Scheibenbremsnabe,
welche in 4 bis 9 gezeigt
ist;
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12 ist
eine Innenansicht des in 10 und 11 veranschaulichten
Rotorbefestigungsansatzes für die vordere Scheibenbremsnabe,
welche in 4 bis 9 gezeigt
ist;
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13 ist
eine Teilschnittansicht des in 10 bis 12 veranschaulichten
Rotorbefestigungsansatzes entlang der Schnittlinie 13-13 von 12;
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14 ist
eine Teilschnittansicht des in 10 bis 13 veranschaulichten
Rotorbefestigungsansatzes entlang der Schnittlinie 14-14 von 12;
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15 ist
eine Perspektivansicht von innen des Rotorklemmrings für
die vordere Scheibenbremsnabe, welche in 4 bis 9 gezeigt
ist, gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung;
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16 ist
eine Perspektivansicht von außen des in 15 veranschaulichten
Rotorklemmrings für die vordere Scheibenbremsnabe, welche
in 4 bis 9 gezeigt ist;
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17 ist
eine Innenansicht des in 15 und 16 veranschaulichten
Rotorklemmrings für die vordere Scheibenbremsnabe, welche
in 4 bis 9 gezeigt ist;
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18 ist
eine Teilschnittansicht des in 15 bis 17 veranschaulichten
Rotorklemmrings entlang einer Schnittlinie 18-18 von 17;
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19 ist
eine Seitenansicht der hinteren Scheibenbremsnabe gemäß der
vorliegenden Erfindung, wobei die obere Hälfte der hinteren
Scheibenbremsnabe im Schnitt dargestellt ist;
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20 ist
eine Ansicht der in 18 veranschaulichten hinteren
Scheibenbremsnabe, wobei die obere Hälfte der hinteren
Scheibenbremsnabe im Schnitt dargestellt ist und der hintere Scheibenbremsenrotor,
der Rotorbefestigungsansatz und der Rotorklemmring entfernt sind;
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21 ist
eine perspektivische Ansicht von einer der Scheibenbremsenrotoren,
die von der vorderen und der hinteren Scheibenbremsnabe genutzt werden;
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22 ist
eine Seitenansicht des in 21 veranschaulichten
Scheibenbremsrotors;
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23 ist
eine Konturenansicht des in 20 und 21 veranschaulichten
Scheibenbremsrotors;
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24 ist
eine Perspektivansicht von außen einer vorderen Scheibenbremsnabe
gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung; und
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25 ist
eine Innenansicht einer in 23 veranschaulichten
vorderen Scheibenbremsnabe gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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Bezug
nehmend zunächst auf 1 bis 3 ist
ein Fahrrad 10 mit einer vorderen und einer hinteren Scheibenbremsnabe 12 und 12' gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wie
unten erläutert gezeigt. Die vordere Scheibenbremsnabe 12 verbindet
ein Vorderrad 13 drehbar mit einer vorderen Gabel eines
Rahmens 14, während die hintere Scheibenbremsnabe 12' ein
Hinterrad 13' drehbar mit einem hinteren Abschnitt des Rahmens 14 des
Fahrrads 10 verbindet. Der Rahmen 14 enthält
auch einen Sitz 17, welcher einstellbar mit dem Rahmen 14 verbunden
ist, eine Lenk stange 18, welche mit der vorderen Gabel
zum Schwenken des Vorderrades 13 verbunden ist, und einen
Antriebszug 19 zum Antreiben des Fahrrads 10.
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Da
die meisten der Teile des Fahrrads 10 im Stand der Technik
gut bekannt sind, werden die Teile des Fahrrads 10 hier
nicht im Detail erläutert oder dargestellt, außer
den Teilen, welche die vordere und die hintere Scheibenbremsnabe 12 und 12' der
vorliegenden Erfindung betreffen. Außerdem können verschiedene
herkömmliche Fahrradteile, wie beispielsweise Bremsen,
Kettenschaltungen, Zusatzzähne, usw., welche hier nicht
im Detail gezeigt oder erläutert sind, in Verbindung mit
der vorliegenden Erfindung benutzt werden.
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Wie
am besten in 1 bis 3 zu sehen, ist
das Fahrrad 10 auch mit einer vorderen und einer hinteren
Scheibenbremsanordnungen 20 und 20' ausgerüstet.
Die vordere Scheibenbremsanordnung 20 und die hintere Scheibenbremsanordnung 20' sind
bis auf die vordere bzw. die hintere Scheibenbremsnabe 12 und 12' grundsätzlich
identisch. In anderen Worten verwenden die vordere Scheibenbremsanordnung 20 und
die hintere Scheibenbremsanordnung 20' viele gleiche Teile.
Die vordere Scheibenbremsanordnung 20 und die hintere Scheibenbremsanordnung 20' enthalten
jeweils einen Bremssattel 21, welcher mit einem Bremshebel 22 und
einem Scheibenbremsrotor 23 wirkverbunden ist. Im Fall
der vorderen Scheibenbremsanordnung 20 ist der Scheibenbremsrotor 23 fest
mit der vorderen Scheibenbremsnabe 12 des Vorderrades 13 verbunden.
Analog ist im Fall der hinteren Scheibenbremsanordnung 20' der
Scheibenbremsrotor 23 fest mit der hinteren Scheibenbremsnabe 12' des
Hinterrades 13' verbunden.
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Wie
in 1 zu sehen, weisen die vordere und die hintere
Scheibenbremsnabe 12 und 12' des Vorder- bzw.
des Hinterrades 13 und 13' eine Vielzahl von Speichen 24 auf,
welche sich davon nach außen erstrecken. Die äußeren
Enden der Speichen 24 sind durch Speichennippel (nicht
gezeigt) fest mit der Felge 25 verbunden. Ein Reifen 26 ist
an der äußeren Fläche jeder der Felgen 25 in
herkömmlicher Weise angeordnet.
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Die
Scheibenbremsrotoren 23 sind abnehmbar an der vorderen
und der hinteren Scheibenbremsnabe 12 und 12' durch
Rotorbefestigungsansätze 28 bzw. Klemmringe 29 befestigt,
wie unten erläutert. Die Rotorbefestigungsansätze 28 wirken
mit der vorderen und der hinteren Scheibenbremsnabe 12 und 12' zusammen,
um die Scheibenbremsrotoren 23 ohne Nieten oder Schrauben
zu sichern.
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VORDERE NABE 12
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Nun
den 4 bis 9 zugewandt, in denen die vordere
Scheibenbremsnabe 12 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist. Die vordere Scheibenbremsnabe 12 ist
bis auf die Struktur, welche den Scheibenbremsenrotor 23 daran
sichert, grundsätzlich eine herkömmliche Nabe.
Daher werden herkömmliche Teile der Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12' hier
nicht im Detail dargestellt und/oder diskutiert. Die vordere Nabe 12 ist
im Wesentlichen identisch mit der hinteren Nabe 12', außer dass
die vordere Nabe 12 keinen Freilauf hat.
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Die
Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12 weist grundsätzlich
eine Nabenachse 31, ein Nabengehäuse 32,
einen ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a, einen zweiten
Speichenbefestigungsabschnitt 33b und einen Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 auf.
Die Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12 ist bis auf die Gestaltung
des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 grundsätzlich
eine herkömmliche Nabe. Daher werden herkömmliche
Teile der Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12 hier nicht im Detail
gezeigt und/oder diskutiert.
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Die
Nabenachse 31 hat eine Mittelachse O, welche sich in axialer
Richtung zwischen einem ersten Achsenende 31a und einem
zweiten Achsenende 31b erstreckt. Die Nabenachse 31 hat
eine zentrale Bohrung 31c derart, dass ein Schnellverschlussmechanismus
(nicht gezeigt) an der Nabenachse 31 in einer herkömmlichen
Weise befestigt ist. Die Nabenachse 31 lagert das Nabengehäuse 32 drehbar
durch erste und zweite Lageranordnungen 36a und 36b. Das
erste und das zweite Ende 31a und 31b der Nabenachse 31 weisen
jeweils Gewinde auf, um ein Paar Muttern 39a und 39b aufzunehmen,
welche eine axiale Kraft auf das Nabengehäuse 32 und
die Lageranordnungen 36a und 36b ausüben.
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Das
Nabengehäuse 32 ist ein rohrförmiges Element,
welches einen inneren Durchgang 40 aufweist, welcher sich
zwischen dem ersten und dem zweiten Nabengehäuseende 32a und 32b erstreckt, wobei
die Nabenachse 31 in dem inneren Durchgang 40 drehbar gelagert
ist. Insbesondere lagern die erste und die zweite Lageranordnung 36a und 36b das Nabengehäuse 32 drehbar
auf der Nabenachse 31, um das Nabengehäuse 32 frei
in beide Richtungen um die Nabenachse 31 zu drehen. Das
Nabengehäuse 32 weist auch einen rohrförmigen
Mittelabschnitt 32c auf, welcher sich zwischen dem ersten
und dem zweiten Nabengehäuseende 32a und 32e befindet, welche
integral mit dem rohrförmigen Mittelabschnitt 32c als
eine einstückige Einheit ausgebildet sind. Der erste und
der zweite Speichenbefestigungsabschnitt 33a und 33b und
der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 sind integral mit
dem Nabengehäuse 32 als eine einstückige
Einheit ausgebildet. Insbesondere weist das erste Nabengehäuseende 32a einen
ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a auf und der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist
daran integral befestigt, während das zweite Nabengehäuseende 32b den
zweiten Speichenbefestigungsabschnitt 33b integral daran
befestigt hat.
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Die
Lageranordnungen 36a und 36b lagern das Nabengehäuse 32 drehbar
auf der Nabenachse 31. Da die Lageranordnungen 36a und 36b in
der Fahrradtechnik wohlbekannt sind, werden sie hier nicht im Detail
erläutert oder dargestellt. Die Lageranordnung 36a umfasst
grundsätzlich eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen
einem inneren Laufringelement und einem äußeren
Laufringelement in einer herkömmlichen Weise angeordnet
sind. Analog enthält die Lageranordnung 36b grundsätzlich
eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen einem inneren Laufringelement
und einem äußeren Laufringelement in einer herkömmlichen
Weise angeordnet sind.
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Der
erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a ist vorzugsweise
ein ringförmiger Speichenflansch, welcher am ersten Nabengehäuseende 32a des
Nabengehäuses 32 angeordnet ist. Der erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a weist
eine Vielzahl erster Speichenlöcher 43a auf. In
diesem Ausführungsbeispiel sind die ersten Speichenlöcher 43a gleichmäßig
voneinander um den imaginären Kreis herum beanstandet.
Die ersten Speichenlöcher 43a sind so angeordnet,
dass sie die gebogenen Enden der Speichen 24 aufnehmen.
In ähnlicher Weise ist das zweite Nabengehäuseende 32b des
Nabengehäuses 32 mit einer Vielzahl von zweiten
Speichenlöchern 43b zum Aufnehmen der gebogenen
Enden der Speichen 24 versehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die zweiten Speichenlöcher 43b gleichmäßig
voneinander um den imaginären Kreis herum beabstandet,
welcher auf der Mittelachse O der Nabenachse 31 zentriert
ist.
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Jedes
der Speichenlöcher 43b ist auch so gestaltet,
dass es eines der gebogenen Enden der Speichen 24 aufnimmt.
Demzufolge ist die vordere Nabe 12 so gestaltet, dass sie
Speichen hat, welche sich von dort in einer allgemein tangentialen
Richtung nach außen erstrecken.
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Der
Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist mit dem ersten Nabengehäuseende 32a des
Narbengehäuses 32 integral als eine einstückige
Einheit ausgebildet. Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist
am ersten Nabengehäuseende 32a angrenzend an den
ersten Speichen befestigungsabschnitt 33a angeordnet. Der
Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist ein rohrförmiges
Element, welches einen rohrförmigen Bereich 34a und
einen ringförmigen Anschlagflansch 34b, welcher
sich vom rohrförmigen Bereich 34a in radialer
Richtung nach außen erstreckt, aufweist. Der ringförmige
Anschlagflansch 34b ist von dem freien Ende des rohrförmigen
Bereichs 34a beabstandet. Der rohrförmige Bereich 34a weist
eine Außenfläche mit einem äußeren
keilverzahnten Abschnitt 34c und eine ringförmige
Innenfläche mit einem Innengewinde 34d auf. Der äußere keilverzahnte
Abschnitt 34c weist eine Vielzahl von sich axial erstreckenden
externen Keilnuten auf, um drehfest in den Rotorbefestigungsansatz 28 einzugreifen.
In das Innengewinde 34 ist der Klemmring 29 eingeschraubt.
Somit ist der Scheibenbremsrotor 23 drehfest an dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 zwischen
dem Rotorbefestigungsansatz 28 und dem Klemmring 29 gesichert.
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Wie
am besten in 10 bis 14 zu
sehen, ist der Rotorbefestigungsansatz 28 ein ringförmiges
Element, welches einen Basisabschnitt 28a mit einer zentralen Öffnung 28b aufweist,
welche eine Vielzahl von inneren Verzahnungskeilen 28c aufweist,
welche mit dem äußeren keilverzahnten Abschnitt 34c des
Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 zusammenpassen. So
wird eine relative Drehbewegung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 28 und
dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 der vorderen Nabe 12 verhindert.
Der Rotorbefestigungsansatz 28 weist auch einen äußeren
Rotorbefestigungsabschnitt 28d auf, welcher sich von dem Basisabschnitt 28a aus
erstreckt. Der Basisabschnitt 28a weist zumindest einen
sich axial erstreckenden Vorsprung 28e (vorzugsweise sechs
sich axial erstreckende Vorsprünge 28e) auf. Der
sich axial erstreckende Vorsprung 28e greift in den Scheibenbremsrotor 23 ein,
um eine axiale Relativdrehung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 28 und
dem Scheibenbrems rotor 23 zu verhindern. Der Rotorbefestigungsansatz 28 ist
vorzugsweise aus einem ersten Werkstoff gebaut, während
der Scheibenbremsrotor 23 aus einem zweiten Werkstoff mit
einer höheren spezifischen Dichte als der erste Werkstoff
des Rotorbefestigungsansatzes 28 gebaut ist. Der erste Werkstoff
des Rotorbefestigungsansatzes 28 ist vorzugsweise Aluminium
oder irgendein anderer geeigneter Werkstoff, während der
zweite Werkstoff des Scheibenbremsrotors 23 vorzugsweise
rostfreier Stahl oder irgendein anderer geeigneter Werkstoff ist.
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Wie
am besten in 15 bis 18 zu
sehen, ist der Klemmring 29 ein scheibenförmiges
Element, welches eine zentrale Öffnung 29a mit
einer Vielzahl von inneren Verzahnungskeilen aufweist. Insbesondere
enthält der Klemmring 29 einen Anschlagflansch 29c und
einen rohrförmigen Mittelabschnitt 29d, welcher
sich axial von der inneren Seite des Anschlagflansches 29c erstreckt.
Der rohrförmige Mittelabschnitt 29d ist konzentrisch
zur zentralen Öffnung 29a angeordnet. Der rohrförmige
Mittelabschnitt 29d weist ein Außengewinde 29e auf,
welches mit dem Innengewinde 34d des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 zusammenpasst.
Der Anschlagflansch 29c erstreckt sich von dem rohrförmigen
Mittelabschnitt 29d nach außen, um eine in axialer
Richtung zeigende Haltefläche zu bilden, welche einer entsprechenden,
in axialer Richtung zeigenden Haltefläche des ringförmigen
Anschlagflansches 34b des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 gegenüber liegt.
So hält der Klemmring 29 den Scheibenbremsenrotor 23 und
den Rotorbefestigungsansatz 28 auf dem äußeren
keilverzahnten Bereich des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34,
wenn das Außengewinde 29c des rohrförmigen
Mittelabschnitts 29d mit dem Innengewinde 34d des
Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 in Eingriff steht.
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HINTERE NABE 12'
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Wie
am besten in 19 und 20 zu
sehen, weist die Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12' grundsätzlich
eine Nabenachse 31', ein Nabengehäuse 32',
einen ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a', einen
zweiten Speichenbefestigungsabschnitt 33b' und einen Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' auf.
Die Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12' ist bis auf die Struktur,
welche den Scheibenbremsenrotor 23 daran befestigt, grundsätzlich
eine herkömmliche Nabe. Daher werden herkömmliche
Teile der Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12' hier nicht im Detail
dargestellt und/oder erläutert. Außerdem ist die hintere
Nabe 12' im Wesentlichen identisch zu oben erläuterten
vorderen Nabe 12, außer dass die hintere Nabe 12 einen
Freilauf 37' aufweist. Mit anderen Worten ist der Scheibenbremsrotor 23 am Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' mittels
des Rotorbefestigungsansatzes 28 und des Klemmrings 29 befestigt.
Angesichts der Ähnlichkeit zwischen der hinteren Nabe 12' und
der vorderen Nabe 12 wird der Kürze halber auf
die Beschreibung und die Darstellungen der Fahrrad-Scheibenbremsnabe 12' verzichtet.
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Die
Nabenachse 31' weist eine Mittelachse O' auf, welche sich
in axialer Richtung zwischen einem ersten Achsenende 31a' und
einem zweiten Achsenende 31b' erstreckt. Die Nabenachse 31' hat eine
zentrale Bohrung 31c' derart, dass ein Schnellspannmechanismus
(nicht gezeigt) in einer herkömmlichen Weise an die Nabenachse 31' gekoppelt werden
kann. Die Nabenachse 31' trägt das Nabengehäuse 32' durch
eine erste und eine zweite Lageranordnung 36a' und 26b' drehbar.
Der Freilauf 37' ist mit dem zweiten Achsenende 31b' zwischen
der Nabenachse 31' und dem Nabengehäuse 32' in
einer herkömmlichen Art und Weise wirkverbunden. Das Nabengehäuse 32' ist
bezüglich der Nabenachse 31' in einer Drehrichtung
durch den Freilauf 37' festgelegt, während der
Freilauf 37' sich das Nabengehäuse 32' bezüglich
der Nabenachse 31' in der entgegengesetzten Drehrichtung
frei drehen lässt. Das erste und das zweite Ende 31a'
und 31'b der Nabenachse 31' weisen Gewinde auf,
um ein Paar Muttern 39a' und 39b' aufzunehmen,
das eine Axialkraft auf das Nabengehäuse 32',
die Lageranordnungen 36a' und 36b' und den Freilauf 37' ausübt.
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Das
Nabengehäuse 32' ist ein rohrförmiges Element,
welches einen inneren Durchgang 40' aufweist, welcher sich
zwischen einem ersten und einem zweiten Nabengehäuseende 32a' und 32b' erstreckt, wobei
die Nabenachse 31' drehbar im inneren Durchgang 40' gehalten
ist. Insbesondere lagern die erste und die zweite Lageranordnung 36a' und 36b' das Nabengehäuse 32' drehbar
innerhalb des inneren Durchgangs 40'. Das Nabengehäuse 32' hat
auch einen rohrförmigen Mittelabschnitt 32c' auf,
welcher zwischen dem ersten und dem zweiten Nabengehäuseende 32a' und 32b' angeordnet
ist, welche integral mit dem rohrförmigen Mittelabschnitt 32c' als
eine einstückige Einheit ausgebildet sind. Der erste und der
zweite Speichenbefestigungsabschnitt 33a' und 33b' sowie
der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' sind integral mit
dem Nabengehäuse 32' als eine einstückige
Einheit ausgebildet. Insbesondere ist am ersten Nabengehäuseende 32a' der
erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a' und der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' integral
daran befestigt, während das zweite Nabengehäuseende 32b' den
zweiten Speichenbefestigungsabschnitt 33b' integral daran
befestigt hat.
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Das
zweite Nabengehäuseende 32b' weist den Freilauf 37' auf,
welcher fest damit verbunden ist. Der Freilauf 37' ist
zwischen dem zweiten Nabengehäuseende 32b' und
dem zweiten Achsenende 31b' angebracht, um die Nabenachse 31' sich
relativ zum Nabengehäuse 32' in einer Richtung
frei drehen z lassen, aber verbindet die Nabenachse 31' fest
mit dem Nabengehäuse 32' in der entgegengesetzten Drehrichtung.
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Die
Lageranordnungen 36a' und 36b' halten das Nabengehäuse 32' drehbar
auf der Nabenachse 31'. Da die Lageranordnungen 36a' und 36b' in
der Fahrradtechnik wohlbekannt sind, werden sie hier nicht im Detail
diskutiert oder dargestellt. Die Lageranordnung 36a' enthält
grundsätzlich eine Vielzahl von Kugeln, welche in einer
herkömmlichen Art und Weise zwischen einem inneren Laufringelement
und einem äußern Laufringelement angeordnet sind.
In ähnlicher Weise enthält die Lageranordnung 36b' grundsätzlich
eine Vielzahl von Kugeln, welche in einer herkömmlichen
Art und Weise zwischen einem inneren Laufringelement und einem äußeren
Laufringelement angeordnet sind.
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Fahrrad-Freiläufe,
wie beispielsweise der Freilauf 37', sind in der Fahrradtechnik
wohlbekannt, und daher wird der Freilauf 37' hier nicht
im Detail dargestellt oder erläutert. Der Freilauf 37' dient
zur Übertragung einer Antriebskraft von der Kette auf das Hinterrad
in nur einer Drehrichtung. Der Freilauf 37' erlaubt es
dem Fahrrad 10, sich ohne Drehung der Pedale vorwärts
zu bewegen. Der Freilauf 37' ist in herkömmlicher
Weise an der hinteren Nabe 12' als integrales Bestandteil
der hinteren Nabe 12' befestigt. Der Freilauf 37' enthält
grundsätzlich ein äußeres rohrförmiges
Teil 37a', ein inneres rohrförmiges Teil 37b' und
eine Einwegekupplung 37c'. Das innere rohrförmige
Teil 37b' ist radial innerhalb des äußeren rohrförmigen
Teils 37a' installiert, sodass das innere rohrförmige
Teil 37b' frei drehbar bezüglich des äußeren
rohrförmigen Teils 37a' ist. Die Einwegekupplung 37c' ist
zwischen dem äußeren rohrförmigen Teil 37a' und
dem inneren rohrförmigen Teil 37b' installiert,
um die Antriebskraft vom äußeren rohrförmigen Teil 37a' auf
das innere rohrförmige Teil 37b' in nur einer
Drehrichtung zu übertragen. Das äußere rohrförmige
Teil 37a' weist eine Vielzahl von Zahnrädern oder
Kettenrädern (nicht gezeigt) auf, welche daran montiert
sind, während das innere rohrförmige Teil 37b' fest
auf der Nabenachse 31' montiert ist.
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Der
erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a' ist vorzugsweise
ein ringförmiger Speichenflansch, welcher an dem ersten
Nabengehäuseende 32a' des Nabengehäuses 32' angeordnet
ist. Der erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a' weist
eine Vielzahl von ersten Speichenlöchern 43a' auf,
welche um einen imaginären Kreis herum, welcher zentrisch
zur Mittelachse O' ist, gleichmäßig voneinander beabstandet
angeordnet sind. Die ersten Speichenlöcher 43a' sind
so gestaltet, dass sie die gebogenen Enden der Speichen 24 aufnehmen.
In ähnlicher Weise ist das zweite Nabengehäuseende 32b' des Nabengehäuses 32' mit
einer Vielzahl von zweiten Speichenlöchern 43b' versehen,
welche gleichmäßig voneinander beabstandet um
einen imaginären Kreis angeordnet sind, welcher zentrisch
zur Mittelachse O' der Nabenachse 31' ist. Jedes der Speichenlöcher 43b' ist
so gestaltet, dass es eines der gebogenen Enden der Speichen 24 aufnimmt.
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Der
Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' ist integral mit dem
ersten Nabengehäuseende 32a' des Nabengehäuses 32' als
eine einstückige Einheit ausgebildet. Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' ist am
ersten Nabengehäuseende 38a' angrenzend an den
ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a' angeordnet. Der
Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' ist ein rohrförmiges
Element, welches einen rohrförmigen Bereich 34a' und
einen ringförmigen Anschlagflansch 34' aufweist,
welcher sich vom rohrförmigen Abschnitt 34a' in
einer radialen Richtung nach außen erstreckt. Der ringförmige
Anschlagflansch 34b' ist beabstandet vom freien Ende des
rohrförmigen Bereichs 34a'. Der rohrförmige
Bereich 34a' weist eine Außenfläche mit
einem äußeren keilverzahnten Abschnitt 34c' und
eine ringförmige Innenfläche mit einem Innengewinde 34d' auf.
Der äußere keilverzahnte Abschnitt 34c' weist
eine Vielzahl von sich axial erstreckenden äußeren
Keilnuten auf, um drehfest mit den inneren Keilnuten 28c des
Rotorbefestigungsansatzes 28 einzugreifen. Das Innengewinde 34d' steht
mit dem Außengewinde 29c des Klemmrings 29 in
Gewindeeingriff. Auf diese Weise wird der Scheibenbremsrotor 23 nicht-drehbar
auf dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' zwischen dem
Rotorbefestigungsansatz 28 und dem Klemmring 29 gesichert.
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FAHRRAD-SCHEIBENBREMSROTOR
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Bezug
nehmend nun auf 21 bis 23 enthält
der Scheibenbremsrotor 23 grundsätzlich einen
ringförmigen Bremsring 23a, eine Vielzahl (neun) sich
nach außen erstreckender Verbindungsarme 23b,
welche integral mit dem ringförmigen Bremsring 23a ausgebildet
sind, und einen inneren Montageabschnitt 23c, welcher integral
mit den Verbindungsarmen 23b ausgebildet ist. Demgemäß ist
der Fahrradbremsrotor 23 eine einstückige Einheit.
Vorzugsweise ist der Fahrradbremsrotor 23 aus irgendeinem
geeigneten harten Werkstoff gebaut.
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Der
ringförmige Bremsring 23a wird vorzugsweise mit
einer Vielzahl von Öffnungen belüftet. Der ringförmige
Bremsring 23a bildet einen äußeren Bremsabschnitt
des Scheibenbremsrotors 23. Die äußeren
Enden der Verbindungsarme 23b sind gleichmäßig
beabstandet um den inneren Rand des ringförmigen Bremsrings 23a herum.
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Die
Verbindungsarme 23b bilden einen Zwischenverbindungsabschnitt
des Fahrrad-Bremsrotors 23, welcher sich zwischen dem ringförmigen Bremsring 23a und
dem inneren Befestigungsabschnitt 23c erstreckt. Diese
Verbindungsarme 23b erstrecken sich tangential vom inneren
Befestigungsabschnitt 23c. Die Verbindungsarme 23b weisen
zwischen ihnen liegende dreieckige Öffnungen auf.
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Der
innere Befestigungsabschnitt 23c weist eine Vielzahl (sechs)
von sich axial erstreckenden Befestigungsöffnungen 23d und
eine Vielzahl (sechs) von Befestigungsaussparungen 23e auf.
Die Befestigungsöffnungen 23d und die Befestigungsaussparungen 23e sind
gleichmäßig beabstandet um den Umfang des inneren
Befestigungsabschnitts 23c angeordnet. Die Befestigungsaussparungen 23e sind
so gestaltet, dass sie mit den sich axial erstreckenden Vorsprüngen 28e zusammen
passen, um eine relative axiale Drehung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 28 und
dem Scheibenbremsrotor 23 zu verhindern. Die Befestigungsöffnungen 23d werden
normalerweise genutzt, wenn der Scheibenbremsrotor 23 mittels
Schrauben an einer Nabe befestigt wird. Natürlich können
die sich axial erstreckenden Vorsprünge 28e des
Rotorbefestigungsansatzes 28 so gestaltet sein, dass sie
in die Befestigungsöffnungen 23d anstatt der Befestigungsaussparungen 23e eingreifen.
Vorzugsweise haben die sich axial erstreckenden Vorsprünge 28e eine
axiale Länge, welche nicht größer ist
als eine axiale Dicke des inneren Befestigungsabschnitts 23c des
Scheibenbremsrotors 23.
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ZWEITES AUSFÜHRUNGSBEISPIEL
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Bezug
nehmend nun auf 24 und 35 ist ein
alternativer Scheibenbremsrotor 123 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
dargestellt. Während der Scheibenbremsrotor 123 mit
der vorderen Nabe 12 gezeigt ist, ist der alternative Scheibenbremsrotor 123 so
gestaltet, dass er sowohl mit der vorderen Nabe 12 als
auch mit der hinteren Nabe 12' verwendet werden kann.
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Der
alternative Scheibenbremsrotor 123 entspricht im Grunde
dem Rotorbefestigungsansatz 28 des ersten Ausführungsbeispiels,
welcher als Teil des Scheibenbremsrotors 23 ausgebildet
ist. Anders gesagt enthält der Scheibenbremsrotor 123 grundsätzlich
einen ringförmigen Bremsring 123a und einen Rotorbefestigungsansatz 128,
welcher mittels acht Nieten 123b mit dem ringförmigen
Bremsring 123 verbunden ist. Der ringförmige Bremsring 123a wird
vorzugsweise mit einer Vielzahl von Öffnungen belüftet.
Der ringförmige Bremsring 123a bildet einen äußeren
Bremsabschnitt des Scheibenbremsrotors 123.
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Der
Rotorbefestigungsansatz 128 weist einen Basisbereich 128a mit
einer zentralen Öffnung 128b mit einer Vielzahl
von Keilnuten 128c, welcher mit dem äußeren
keilverzahnten Bereich 34c des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 zusammenpasst,
auf. Auf diese Weise wird eine Relativdrehung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 128 und dem
Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 der vorderen Nabe 12 verhindert.
Der Rotorbefestigungsansatz 128 weist auch einen äußeren
Rotorbefestigungsabschnitt 128d auf, welcher sich vom Basisbereich
mit acht Befestigungspunkten 128e aus erstreckt. Der Rotorbefestigungsansatz 128 ist
vorzugsweise aus einem ersten Werkstoff gebaut, während
der ringförmige Bremsring 128 aus einem zweiten
Werkstoff gebaut ist, welcher eine höhere spezifische Dichte
als der erste Werkstoff des Rotorbefestigungsansatzes 128 hat.
Der erste Werkstoff des Rotorbefestigungsansatzes 128 ist
vorzugsweise Aluminium oder irgendein anderes geeignetes Material, während
der zweite Werkstoff des ringförmigen Bremsrings 123a vorzugsweise
rostfreier Stahl oder irgendein anderer geeigneter Werkstoff ist.
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Ähnlich
dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Rotorbefestigungsansatz 128 mit
dem daran angenieteten ringförmigen Bremsring 128a durch
den Klemmring 29 lösbar an dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 der
vorderen Nabe 12 befestigt. Insbesondere ist das Außengewinde 29c des Klemmrings 29 mit
dem Innengewinde 34d der vorderen Nabe 12 verschraubt,
sodass der Rotorbefestigungsansatz 128 zwischen den Anschlagflanschen 29c und 34b in
Sandwich-Bauweise angeordnet ist. Somit hält der Klemmring 29 den
Scheibenbremsrotor 123 auf dem äußeren
keilverzahnten Abschnitt des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34.
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Wie
oben erwähnt, kann der Scheibenbremsrotor 123 auch
auf der hinteren Nabe 12' mittels des Klemmrings 29 montiert
werden, in gleicher Weise wie der Scheibenbremsrotor 23 auf
der vorderen Nabe 12 montiert ist.
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Die
folgenden Richtungsausdrücke, wie sie hier benutzt werden, ”vorwärts,
rückwärts, oberhalb, nach unten, vertikal, horizontal,
unten und quer” sowie weitere ähnliche Richtungsbegriffe
beziehen sich auf die Richtungen relativ zu einem Fahrrad, welches mit
der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Demgemäß sollten
diese Begriffe, wie sie benutzt werden, um die vorliegende Erfindung
zu beschreiben, bezüglich eines mit der vorliegenden Erfindung
ausgestatteten Fahrrads interpretiert werden.
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Die
Maßangaben, wie beispielsweise „im Wesentlichen”, „etwa” und „ungefähr”,
wie sie hier benutzt werden, bezeichnen ein vernünftiges
Maß einer Abweichung des abgewandelten Begriffs, so dass
das Endergebnis nicht wesentlich verändert ist. Diese Bezeichnungen
sollten so ausgelegt werden, als würden sie eine Abweichung
von mindestens ±5% der veränderten Bezeichnung
beinhalten, sofern aufgrund der Abweichung die Bedeutung des Worts
hiernach erhalten bleibt.
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Während
nur ausgewählte Ausführungsbeispiele gewählt
wurden, um die vorliegende Erfindung zu veranschaulichen, ist es
für den Fachmann ausgehend von dieser Offenbarung offensichtlich,
dass zahlreiche Veränderungen und Modifizierungen daran
vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich der Erfindung,
wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert
ist, zu verlassen. Ferner dient die vorangegangene Beschreibung
der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung nur zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung
der Erfindung, wie sie durch die anhängenden Ansprüche
und ihre Äquivalente definiert ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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