DE60132439T2

DE60132439T2 - Mechanische scheibenbremse mit kugellager

Info

Publication number: DE60132439T2
Application number: DE60132439T
Authority: DE
Inventors: Wayne R. Littleton Lumpkin; Michael T. Denver MAYBERRY
Original assignee: SRAM LLC
Current assignee: SRAM LLC
Priority date: 2000-04-06
Filing date: 2001-04-06
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2021-04-07
Also published as: EP1274950A1; ATE384210T1; EP1274950B1; EP1274950A4; AU2001251356A1; CA2404827A1; US20010037917A1; WO2001077541A1; US6491137B2; DE60132439D1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung bezieht sich auf eine mechanische Fahrradbremse nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9.
TECHNISCHER HINTERGRUND
DE 26 48 765 beschreibt eine mechanische Scheibenbremse nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, bei der ein System zum Kompensieren der Abnutzung von Bremsklötzen, denen ein Bremssattelgehäuse zugeordnet ist, vorgeschlagen wird, das auf einem Haltebügel relativ zu einem Rahmen schwimmt, an dem der Bremssattel angebracht ist. An dem Gehäuse ist ein Einstellknopf um eine Drehachse drehbar angebracht, und eine Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung erzeugt einen axialen Vorschub eines zugehörigen Bremsklotzes relativ zum Gehäuse bei axialer Drehung des Knopfes in einer gewählten Richtung.
US 3 998 295 beschreibt einen Bremssattel, der gegenüber einer Radnabe festgehalten ist.
Das Zwischendokument US 6 334 513 beschreibt einen schwimmenden Bremssattel, der dazu eingerichtet ist, sich seitlich bei Betätigung gegenüber einem Fahrradrahmen zu bewegen.
Fahrräder werden mehr und mehr mit Scheibenbremsen ausgerüstet, weil die Verbraucher zunehmend eine Vorliebe für Scheibenbremsen gegenüber konventionellen Felgenbremsen, wie Zangenbremsen, Cantilever-Bremsen und Seitenzug-Cantileverbremsen zeigen. Mechanische Scheibenbremsen und mit Kugellager versehene mechanische Scheibenbremsen sind sehr populär und werden vom Verbraucher bevorzugt, weil ihre Fähigkeit, eine kräftige, zuverlässige und glatte Wirkung hervorzubringen, der von hydraulischen Scheibenbremsen nahe kommt und in manchen Fällen übertrifft.
Während mechanische Scheibenbremsen seit vielen Jahren für Fahrräder verfügbar sind, sind erst in jüngster Zeit Fortschritte in der Bremssattelgestaltung von Scheibenbremsen erzielt worden, die Scheibenbremsen ausreichend leicht, zuverlässig und preiswert gemacht haben, um Verbraucherwünsche zu befriedigen. Während wirksamere und kräftigere Bremssattelantriebsmechanismen entwickelt worden sind, haben sich bislang die Hersteller von Scheibenbremsen nicht in ausreichendem Maße den Wünschen der Verbraucher hinsichtlich einfacher Einstellung und Wartung ihrer Zangenbremsen zugewandt. Ein Bereich besonderer Sorge betrifft Strukturen zum Kompensieren der Bremsklotzabnutzung.
Ein bekannter Bremsklotzabnutzungskompensator verwendet eine Einstellschraube, die innerhalb eines Bremssattelgehäuses nach vorn bewegt werden kann, um einen wirkungsmäßig zugeordneten Bremsklotz nach vorn zu schieben, wenn sich der Klotz abnutzt. Die Einstellschraube sitzt in einer Gewindebohrung im Gehäuse und benötigt ein Drehwerkzeug, wie beispielsweise einen Sechskantschlüssel, um die Schraube nach vorn zu bewegen. Zur Sicherung des Bremsklotzes in einer gewählten Stellung ist außerdem eine zweite, blockierende Schraube in die Bohrung eingeschraubt, um die Verstellschraube an ihrem Platz zu sichern. Während dieser Aufbau ein Vorschieben des Bremsklotzes zur Kompensation der Bremsklotzabnutzung ermöglicht, ist sie extrem kompliziert zu verwenden, sie erfordert das Entfernen der einen Schrauben und das Drehen von zwei Schrauben sowie die Verwendung eines gesonderten Werkzeugs, um eine Einstellung vorzunehmen. Weil die Einstellschraube in der Gewindebohrung sitzt, gibt es außerdem keinen zuverlässigen Weg zu prüfen, wie weit der Bremsklotz vorgeschoben worden ist, womit die verbleibende Nutzungsdauer des Bremsklotzes abgeschätzt werden könnte. Weiterhin bietet der Aufbau keinerlei Indexierung, um sich des gewählten axialen Vorschubs des Bremsklotzes zu versichern, wenn die Einstellschraube gedreht wird.
Ein weiterer bekannter Bremsklotzabnutzungskompensator hat einen Knopf, der gedreht werden kann, um das Bremssattelgehäuse gegenüber einer diesem wirkungsmäßig zugeordneten Bremsscheibe vorzuschieben, um einen Bremsklotzrieb zu kompensieren. Während dieser Aufbau einiges der Komplexität und der Werkzeuganforderungen des im vorangehenden Absatz beschriebenen Aufbaus überwindet, hat er doch noch immer zahlreiche Nachteile. Höchst bemerkenswert ist, dass weil ein Vorschieben des gesamten Gehäuses gegenüber der Bremsscheibe im Gegensatz zu einem einfachen Vorschieben des Bremsklotzes selbst gegenüber dem Gehäuse und der Bremsscheibe bei Abnutzung vorgesehen ist, die Verschiebekonstruktion außerhalb des Gehäuses liegen muss und somit Beschädigungen und Missbrauch im Einsatz ausgesetzt ist. Obgleich dieser Aufbau eine Beobachtung erlaubt, wie weit das Gehäuse gegenüber der Bremsscheibe vorgeschoben worden ist, liefert er doch auch keine zuverlässige Anzeige der Bremsklotzabnutzung, weil die Einstellung des Gehäuses durch andere Faktoren, wie die Bremsscheibenausrichtung, diktiert werden kann.
Ein wiederum anderer Bremsklotzabnutzungskompensator umfasst einen Knopf, der in ein Bremssattelgehäuse eingeschraubt ist. Der Knopf kann gegenüber dem Bremssattelgehäuse gedreht und somit axial in Bezug auf das Gehäuse vor und zurück bewegt werden. Wenn der Knopf gedreht wird, um ihn gegenüber dem Gehäuse nach vorn zu bewegen, dann bewegt er auch einen Bremsklotzbetätigungsmechanismus zusammen mit einer zugeordneten Bremsklotzanordnung nach vorn, um die Bremsklotzanordnung vorzuschieben. Der gegenüberliegende Bremsklotz ist gegen Bewegung relativ zum Gehäuse festgelegt. Das Gehäuse selbst ist jedoch gegenüber einer Bremsscheibe beweglich, so dass durch Bewegung des Bremssattelgehäuses und Bewegung des Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsknopfes eine Bremsklotzabnutzung an beiden Bremsklötzen kompensiert werden kann. Dieser Aufbau ist noch immer sehr sperrig, da nur ein Bremsklotz gegenüber dem Gehäuse vorgeschoben werden kann. Außerdem dreht sich der Knopf gegenüber dem Gehäuse und bewegt sich ihm gegenüber auch nach vorn, was einen möglichen Zugang für Flugsand und andere Verunreinigungen bietet, den sanften Betrieb des Bremssattelbetätigungsmechanismus zu beeinträchtigen. Weil das Gehäuse selbst gegenüber der Bremsscheibe beweglich ist, um eine Kompensation am feststehenden Bremsklotz zu ermöglichen, besteht keine zuverlässige Anzeige darüber, wie weit die betreffenden Bremsklötze bereits abgenutzt sind.
Fahrräder haben typischerweise mehrere über Seilzüge betätigte Komponenten. Diese umfassen beispielsweise die vorderen und hinteren Kettenumwerfer und die Bremsen. Bei Fahrrädern erstreckt sich ein Seilzug typischerweise zwischen diesen seilbetätigten Komponenten und einem Betätigungsglied, das auf das Seil gewählte Zugkräfte aufbringt. Im Falle der Kettenumwerfer ist das Betätigungsglied ein Schalthebel, und im Falle der Bremsen ist das Betätigungsglied ein Bremsgriff. Damit diese seilbetätigten Komponenten in geeigneter Weise funktionieren, muss auf das Seil eine Zugkraft aufgebracht werden. Wenn das Seil zwischen den Komponenten in gerader Linie verlegt werden könnte, dann wäre dieses eine triviale Angelegenheit. Wegen der physikalischen Vorgaben über den Ort der seilbetätigten Komponenten und der Notwendigkeit, die Betätigungsglieder für Benutzer leicht zugänglich zu machen, müssen die Seile in einem gewundenen Weg zwischen dem Betätigungsglied und der seilbetätigten Komponente verlegt werden.
Teilweise erfolgt die Verlegung in flexiblen Hüllen, die gebogen werden können, um variable Kurven bei Aufrechterhaltung einer festen Länge zu beschreiben. Das Seil ist in der Umhüllung so aufgenommen, dass der Seilweg in der notwendigen Weise gebogen werden kann, um ihn in Richtung auf die Komponente zu führen, ohne dass die Länge der Hülle längs ihrer Erstreckung unter Betätigungskräften kollabiert, so dass die Zugkraft im Seil aufrechterhalten bleibt. Oft kann das Seil längs einer geraden Linie parallel zu einem Abschnitt des Fahrradrahmens auf einem Teil seines Weges verlegt werden. In diesen Fällen ist es üblich, am Rahmen feste Halteösen für die Seilhülle vorzusehen, an denen die flexible Seilhülle axial anstößt, und das Seil erstreckt sich auf einer geraden Linie zwischen den Seilhüllen-Halteösen parallel zu dem Abschnitt des Fahrradrahmens. Während diese Seilhüllen-Halteösen zur Minimierung des erforderlichen Einsatzes an flexiblen Seilhüllen wirksam sind, müssen sie doch bei der Herstellung des Rahmens in Stellung gebracht und befestigt werden. Diese Seilhüllen-Halteösen sind für die Verlegung des Seils nicht immer geeignet, wo der Ort des Betätigungsgliedes oder der seilbetätigten Komponente sich aufgrund der Einführung neuer und anderer Komponenten ändert.
Ein konkretes Beispiel war der Trend der letzten Zeit zu seilbetätigten Scheibenbremsen gewesen, die Felgenbremsen ersetzen. Während der Großteil der Seilverlegung bei seilbetätigten Scheibenbremsen und Felgenbremsen übereinstimmt, befinden sich seilbetätigte Scheibenbremsen sehr viel näher an der Radnabe, was zwischen 10 und 14 Zoll mehr an Seil zwischen der Bremsscheibe und dem Bremshebel erfordert. Diese Spanne erstreckt sich längs einer geraden Linie, sie kann jedoch nicht durch Seilhüllen-Halteösen überspannt werden, weil Rahmenkomponenten längs des Seilverlaufs fehlen. Daher sind bislang konventionelle, flexible Seilhüllen dazu verwendet worden, diese Distanz zu überspannen. Wegen der Länge der Spanne und der Druckkräfte, die auf die Seilhülle einwirken, wenn die Bremsen betätigt werden, macht die Seilhülle jedoch radiale Buckel um ihre Achse, was im Innern der Hülle eine Berührung zwischen dieser und dem Seil erzeugt, was Reibung am Seil hervorruft, die die Scheibenbremsen schwieriger betätigen lässt. Während wirksamere und kräftigere seilbetätigte Scheibenbremsen entwickelt wurden, haben die Hersteller von seilbetätigten Scheibenbremsen bislang der Minimierung von Reibung im Seilsystem nicht ausreichend Aufmerksamkeit geschenkt.
Die Zuverlässigkeit von Halteösen, die am Rahmen angebracht sind, ist ebenfalls ein Problem, da das Seil der Umgebung direkt ausgesetzt ist und daher eine mögliche Quelle dafür bildet, dass Sandkörner und anderer Schmutz in die Seilhülle eindringen und somit die oben beschriebenen Reibungsprobleme weiter verschlimmern.
Scheibenbremsen haben typischerweise eine Bremsklotz- und Plattenanordnung, die einem Bremssattel der Scheibenbremse wirkungsmäßig zugeordnet ist. Insbesondere enthält der Bremssattel typischerweise einen Hohlraum, der dazu gestaltet ist, eine Bremsscheibe der Bremsscheibenanordnung aufzunehmen, wobei der Hohlraum eine Mündung an einem vorderen Ende und ein Paar gegenüberliegender Vertiefungen aufweist, die dazu gestaltet sind, ein Paar Bremsklotz- und Plattenanordnungen auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe aufzunehmen, wobei der Bremssattel weiter eine Stelleinrichtung aufweist, die den Bremsklotz wenigstens einer der Bremsklotz- und Plattenanordnungen mit der Bremsscheibe längs einer Vorschubachse in Berührung bringt. Der Bremsklotz der Klotz- und Plattenanordnung soll sich im Gebrauch abnutzen, und die Klotz- und Plattenanordnung muss von Zeit zu Zeit ersetzt werden. Es wird daher eine geeignete Haltestruktur verwendet, die es erlaubt, die Klotz- und Plattenanordnung zu ersetzen. Dieser allgemeine Aufbau wird in der Industrie in breitem Umfang verwendet.
Es gibt eine Anzahl bekannter Haltekonstruktionen für Bremsklotz- und Plattenanordnungen. Einige derselben erfordern Spezialwerkzeuge, um die Bremsklotz- und Plattenanordnung zu entfernen. In anderen Fällen rastet die Klotz- und Plattenanordnung an ihrem Platz ein, indem sie längs einer Vorschubachse in den Eingriff mit einem Drückfuß vorgeschoben wird. Während diese letztgenannte Konstruktion den Vorteil hat, dass keine Werkzeuge benötigt werden, um die Bremsklotz- und Plattenanordnung zu installieren und zu entfernen, hält sie doch die Bremsklotz- und Plattenanordnung nicht in geeigneter Weise fest, um ein unbeabsichtigtes Lösen oder Fehlausrichten der Bremsklotz- und Plattenanordnung zu verhindern, wenn sich die Bremsscheibe nicht zwischen den gegenüberliegenden Vertiefungen befindet, die die Bremsklotz- und Plattenanordnungen aufnehmen. Es verbleibt daher die Notwendigkeit, eine Haltekonstruktion für eine Bremsklotz- und Plattenanordnung anzugeben, die es erlaubt, die Bremsklotz- und Plattenanordnung ohne Werkzeuge schnell zu entfernen und zu ersetzen, während die Bremsklotz- und Plattenanordnung bei der Installation gegen ein unbeabsichtigtes Herausfallen gesichert ist.
Hydraulische Scheibenbremsen haben sich als relativ teuer erwiesen, teilweise wegen ihrer engen Toleranzen, die bei der Herstellung der Komponenten eingehalten werden müssen, um die notwendigen Fluiddichtungen zwischen sich bewegenden Teilen sicherzustellen. Während mechanische Scheibenbremsen mit Kugellager einen Kostenvorteil haben, führt die Wechselwirkung zwischen den sich bewegenden Teilen zu Reibung, was ihre Betätigung relativ schwierig macht. Außerdem erfordern mechanische Scheibenbremsen mit Kugellagern typischerweise den Zusammenbau einer großen Anzahl von Teilen, was die Komplexität der Montage und die damit verbundenen Kosten erhöht.
Ein übliches Merkmal mechanischer Scheibenbremsen ist der Einschluss einer Feder zum Aufbringen einer Rückstellkraft auf einen Hebelarm, der einen Bremssattelmechanismus betätigt. Die Rückstellfeder muss eine Kraft aufbringen, die ausreichend groß ist, den Hebelarm in eine unbetätigte Stellung rückzuführen, darf aber keine so starke Rückstellkraft erzeugen, dass es für einen Benutzer schwierig wird, die Bremsen zu betätigen. Weil Benutzer unterschiedliche Körperkräfte und unterschiedliche Wünsche hinsichtlich des Gefühls beim Bremsen haben, ist es höchst wünschenswert, es den Benutzern zu ermöglichen, die Größe der Rückstellkraft einzustellen, um die Bedürfnisse und Vorlieben der Benutzer zu befriedigen. Außerdem kommt es bei der Benutzung eines Fahrrads immer wieder vor, dass Schmutz oder Korrosion sich im Seil oder Hebel ansammelt, das bzw. der den Schwenkarm betätigt, was zu einer Steigerung der Rückstellkraft führt, die auf den Schwenkarm einwirken muss. Auch aus diesem Grunde ist es nützlich und wünschenswert, dass man in der Lage ist, die Größe der Rückstellkraft einzustellen, die auf den Hebelarm einer Bremse mit Bremssattel einwirkt.
Eine übliche Form der Rückstellfeder ist eine Schraubenfeder, die sich axial erstreckende Enden hat. Eine bekannte Konstruktion zum Einstellen der Kraft der Rückstellfeder besteht in radial beabstandeten Löchern um die Rückstellfederachse im Hebelarm zur Aufnahme eines der sich axial erstreckenden Enden der Schraubenfeder. Die Rückstellkraft kann verändert werden, indem eines der begrenzten Anzahl Löcher verwendet wird.
Ein signifikantes Problem bei dieser Konstruktion besteht darin, dass sie die Demontage des Bremssattels erfordert, um die Rückstellfederkraft einzustellen. Wenn somit ein sich unterwegs befindender Benutzer die Rückstellkraft am Hebelarm wegen der Ansammlung von Schmutz in den Bowdenzügen oder sonstwo im System steigern muss, dann ist es extrem zeitaufwändig und schwierig, dies zu tun, und es erfordert zahlreiche Werkzeuge, die der Benutzer möglicherweise nicht zur Hand hat. Außerdem hat der Benutzer nur eine begrenzte Wahl für Rückstellkräfte, die die Wünsche des Benutzers möglicherweise nicht befriedigen.
Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, eines oder mehrere der oben beschriebenen Probleme zu überwinden.
ÜBERSICHT ÜBER DIE ERFINDUNG
Ein erster Aspekt der Erfindung ist eine mechanische Fahrradscheibenbremse, wie hier beschrieben, die ein Gehäuse aufweist, das ein Paar einander gegenüberstehender Bremsklotzanordnungen enthält, die so gestaltet sind, dass sie auf entgegengesetzten Seiten einer ihnen zugeordneten Bremsscheibe liegen. Wenigstens eine der Bremsklotzanordnungen wird gegenüber der Bremsscheibe mittels eines Antriebsmechanismus längs einer Vorschubachse vorgeschoben und zurückgezogen, um einen Bremsvorgang auszuführen. Eine Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung ist wenigstens einer der Bremsklotzanordnungen wirkungsmäßig zugeordnet, um die Bremsklotzanordnung längs der Vorschubachse vorzuschieben, wenn sie sich abnutzt. Die Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung enthält einen Einstellknopf, der an dem Gehäuse zur Drehung um eine Drehachse angebracht und gegen axiale Bewegung gesichert ist. Eine Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung zwischen der wenigs tens einen Bremsklotzanordnung und dem Knopf schafft einen axialen Vorschub der Bremsklotzanordnung gegenüber dem Gehäuse, wenn der Knopf in einer gewählten Richtung axial gedreht wird. Die Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung enthält vorzugsweise weiterhin einen Indikator, der von außerhalb des Gehäuses visuell beobachtet werden kann. Der Indikator ist mit der Drehung in Linearbewegung umsetzenden Verbindung wirkungsmäßig verbunden, um sich mit der Bremsklotzanordnung fortzubewegen, wenn der Einstellknopf in einer gewählten Richtung gedreht wird. Die Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung enthält vorzugsweise den Indikator. Der Indikator hat einen vorderen Abschnitt und einen hinteren Abschnitt, der sich in eine Öffnung des Knopfes längs der Drehachse erstreckt. Der hintere Abschnitt des Indikators und die Öffnung sind so gestaltet, dass eine axiale Bewegung des Indikators gegenüber dem Knopf möglich ist, eine Dreh- oder Winkelbewegung des Indikators gegenüber dem Knopf aber verhindert ist, so dass beim Drehen des Knopfes um die Drehachse der Indikator um die Drehachse gedreht wird. Der vordere Abschnitt des Indikators hat vorzugsweise Gewindegänge, die in komplementäre Gewindegänge im Gehäuse eingreifen, die gegen Dreh- oder Winkelbewegung gegenüber dem Indikator und gegen Bewegung längs der Vorschubachse relativ zur Bremsklotzanordnung gesperrt sind. Wenn der Knopf in der gewählten Richtung gedreht wird, dann wird somit der Indikator längs der Vorschubachse gegenüber dem Gehäuse vorgeschoben. Zwischen dem Indikator und der Bremsklotzanordnung ist eine Verbindung vorgesehen, so dass beim Vorschieben des Indikators längs der Vorschubachse die Bremsklotzanordnung vorgeschoben wird. Dem Knopf kann ein taktiler Indikator zugeordnet sein, um eine taktile Anzeige des Vorschubs der Bremsklotzanordnung längs der Vorschubachse zu erzeugen, wenn der Knopf in der gewählten Richtung um einen gewählten Umfang gedreht wird. Der taktile Indikator enthält vorzugsweise eine Indexrändelung im Gehäuse, die gegen Drehung gegenüber dem Knopf gesichert ist, und komplementäre Vertiefungen, die dem Knopf wirkungsmäßig zugeordnet sind und die Rändelung aufnehmen, wenn der Knopf gegenüber den Vertiefungen gedreht wird.
Ein zweiter Aspekt, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, ist ein Fahrradseilzugführungssystem zum Aufrechterhalten einer axialen Spannung in einem flexiblen Seil, das sich zwischen einer seilbetätigten Fahrradkomponente und einem Seilbetätigungsglied erstreckt, das selektiv Zugkraft auf das Seil aufbringt. Es enthält einen ersten Längenabschnitt aus einer flexiblen Hülle mit einem gewählten Außendurchmesser und einem Innendurchmesser, der größer als der Durchmesser des Seils ist, und einen geraden Längenabschnitt aus einer axial und radial steifen Röhre eines Innendurchmessers, der größer als der Durchmesser des Seils ist. Eine Muffe verbindet ein Ende des ersten Längenabschnitts der flexiblen Hülle mit einem ersten Ende der axial und radial steifen Röhre. Das Seil erstreckt sich durch den ersten Längenabschnitt der flexiblen Hülle und durch den geraden Längenabschnitt aus der axial und radial steifen Röhre. Ein zweiter Längenabschnitt der flexiblen Hülle, der im Wesentlichen die gleichen Innen- und Außendurchmesser wie der erste Längenabschnitt hat, kann ein Ende haben, das mit dem zweiten Ende der axial und radial steifen Röhre durch eine zweite Muffe verbunden ist. Alternativ kann die seilbetätigte Fahrradkomponente eine Komponentenseilführung haben, die an der Komponente fest angebracht ist, um das Seil zur wirkungsmäßigen Verbindung mit der Komponente längs einer Führungsachse zu führen. Ein zweites Ende des Längenabschnitts aus der axial und radial steifen Röhre beaufschlagt axial die Komponentenseilführung längs der Führungsachse, wobei die Komponentenführung das zweite Ende gegen axiale Bewegung in Richtung auf die Komponente längs der Führungsachse festlegt. Die seilbetätigte Fahrradkomponente kann eine seilbetätigte Scheibenbremse sein.
Ein dritter Aspekt, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt, ist eine Haltekonstruktion für eine Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung eines Bremssattels einer Scheibenbremsanordnung. Der Bremssattel der Scheibenbremsanordnung enthält ein Gehäuse mit einem Hohlraum, der dazu gestaltet ist, eine Bremsscheibe der Scheibenbremsanordnung aufzunehmen. Der Hohlraum enthält einander gegenüberliegende Vertiefungen, die dazu eingerichtet sind, erste und zweite Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnungen auf gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe aufzunehmen. Ein Antrieb innerhalb des Bremssattelgehäuses schiebt den Bremsklotz der ersten Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung in Berührung mit der Bremsscheibe längs einer Vorschubachse. Die Haltekonstruktion enthält einen Bremsklotzhalteclip, der an dem Gehäuse innerhalb des Hohlraums angebracht ist. Der Bremsklotzhalteclip bestimmt eine längliche Bahn, die sich längs der Vorschubachse erstreckt. Eine Haltenase an einer Platte der ersten Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung ist gestaltet, dass sie mit dem Bremsklotzhalteclip verrastet und sich längs der Vorschubachse innerhalb der länglichen Bahn bewegt, wenn die erste Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung längs der Vorschubachse durch den Bremssattelantrieb vorgeschoben wird. Der Halteclip erstreckt sich vorzugsweise längs der Vorschubachse in im Wesentlichen der gleichen Distanz, wie die Hohlraummündung. Jede Platte der ersten und zweiten Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnungen hat eine Haltenase, und die ersten und zweiten Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnungen rasten beide in den gleichen Halteclip auf gegenüberliegende Seiten der Bremsscheibe ein. Die Haltekonstruktion enthält weiterhin vorzugsweise einen Drückfuß, der dem Bremssattelantrieb zugeordnet ist und an der Rückseite der Platte der ersten Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung entgegengesetzt zum Bremsklotz anliegt. Eine Nutkeil-Verbindungskon-struktion zwischen dem Drückfuß und der Rückseite der Platte ist durch Vorschieben der Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung gegen den Drückfuß längs der Vorschubachse in Eingriff gebracht, wobei die Nutkeilverbindungskonstruktion ein Lösen der Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung vom Bremsklotzhalteclip quer zur Vorschubachse verhindert, wenn sie in Eingriff gebracht ist. Die Platte der Reibungsbremsklotz- und -plattenanordnung kann aus einem eisenhaltigen Material bestehen, und der Drückfuß kann einen Magneten enthalten, um die Platte des Druckfußes lösbar festzuhalten.
Ein vierter Aspekt, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, ist eine Stützplatte einer Bremsklotz- und -plattenanordnung zur Verwendung mit einem Bremssattel einer Fahrradscheibenbremsanordnung. Die Stützplatte hat einen Körper mit einer vorderen, planaren Oberfläche zur Anbringung eines Bremsklotzes daran. An dem Körper ist ein Griff angebracht, der sich vom Körper erstreckt. An dem Griff ist eine Struktur ausgebildet, um das Ergreifen des Griffs zu verbessern.
Ein fünfter Aspekt, der keinen Teil der vorliegenden Erfindung bildet, ist ein Bremssattelantrieb für eine mechanische Fahrradscheibenbremse mit Kugellager, dessen Bremssattel so gestaltet ist, dass er einen zugehörigen Bremsklotz bei der Bremssattelbetätigung längs einer Vorschubachse gegenüber einer Bremsscheibe bewegt, die dem mit Kugellager ausgerüsteten Bremssattel der mechanischen Scheibenbremse wirkungsmäßig zugeordnet ist. Der Bremssattelantrieb enthält einen ersten oder festen Nocken, der gegen axiale Bewegung in Bezug auf die Vorschubachse bei der Bremssattelbetätigung festgelegt ist, und einen zweiten oder Antriebsnocken, der axial in der Vorschubachse gegenüber dem ersten Nocken bei Bremssattelbetätigung beweglich ist. Mehrere mit Auflaufflächen versehene Rillen befinden sich zwischen dem ersten Nocken und dem zweiten Nocken, und jede dieser Rillen nimmt eine Lagerkugel auf. Die mit Auflaufflächen versehenen Rillen sind so gestaltet, dass sie eine axiale Bewegung des zweiten Nocken gegenüber dem ersten Nocken bei relativer Drehung der Nocken um die Vorschubachse hervorrufen. Jede Auflauffläche hat eine Seitenwand, die einen radial stabilen Weg für die Lagerkugel bestimmt, wobei die Seitenwände eine radial Relativbewegung zwischen dem ersten und zweiten Nocken im Wesentlichen verhindern. Eine zusammenwirkende, mit Auflaufflächen versehene Rille kann jeder mit Auflaufflächen versehenen Rille wirkungsmäßig zugeordnet sein, um ein zusammenwirkendes Rillenpaar mit Auflaufflächen zu bilden. Die Lagerkugel ist jeweils zwischen dem zusammenwirkenden Rillenpaar aufgenommen, und die genannte Rille und zusammenwirkende andere Rille eines jeden Paares mit Auflaufflächen versehener Rillen erstrecken sich in Umfangsrichtung in entgegengesetzten Richtungen in Bezug auf die Vorschubachse. Jede mit Auflaufflächen versehen Rille kann sich in Umfangsrichtung an einem identischen Radius um die Vorschubachse erstrecken.
Ein sechster Aspekt, der keinen Teil der Erfindung bildet, ist ein Federspannungseinsteller für einen Fahrradscheibenbremssattel, mit einem Hebelarm, der um eine Schwenkachse in einer Vorschub- und Rückführrichtung drehbar ist. Eine Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung zwischen dem Hebelarm und einem Bremsklotz setzt die Drehung des Hebelarms in den Vorschub- und Rückführrichtungen in einen linearen Vorschub bzw. Rückzug des Bremsklotzes um. Eine Feder ist um eine zur Schwenkachse parallele Federachse gewunden. Die Feder hat ein erstes Ende, das gegen Drehung gegenüber dem Hebelarm festgelegt ist, und ein zweites Ende, das mit dem Hebelarm um eine Federachse drehbar ist. Die Feder bringt eine Rückstellkraft in der Rückstellrichtung auf, um den Hebel in der Rückstellrichtung vorzuspannen. Eine Schraube, die selektiv um eine Schraubenachse drehbar ist, ist einem der ersten und zweiten Federenden wirkungsmäßig zugeordnet, um das Federende gegenüber dem anderen Ende um die Federachse durch Drehen der Schraube um die Schraubenachse selektiv zu drehen. Die Schraubenenden können relativ zueinander unabhängig von der Bewegung des Hebelarms gedreht werden, um die Rückstellkraft einzustellen, die von der Feder auf den Hebelarm aufgebracht wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Federspannungs-Vorspannplatte um die Federachse drehbar. Das bewegliche Ende der ersten und zweiten Enden ist an der Federspannungs-Vorspannplatte zur Bewegung mit der Federspannungs-Vorspannplatte angebracht. Die Schraube beaufschlagt die Federspannungs-Vorspannplatte längs der Schraubenachse, um die Federspannungs-Vorspannplatte um die Federachse zu drehen, wodurch die Rückstellkraft eingestellt wird, die von der Feder auf den Hebelarm ausgeübt wird. Die Schraube kann entweder in den Hebelarm oder in das gegen Drehung gesicherte Bremssattelgehäuse eingeschraubt sein. Alternativ kann die Federspannungsplatte eine Gewindebohrung aufweisen, die radial von der Federachse Abstand hat und quer zu dieser verläuft, wobei die Schraube in der Gewindebohrung aufgenommen ist und axial an einen Anschlag am Hebelarm anstößt. Vorzugsweise sind Maßnahmen getroffen, um die Drehung der ersten und zweiten Enden der Feder gegeneinander zu begrenzen.
Die Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung der vorliegenden Erfindung erlaubt ein schnelles und einfaches Vorschieben der Bremsklötze gegenüber dem Gehäuse, um eine Bremsklotzabnutzung zu kompensieren. Der Knopf ermöglicht, diese Einstellung ohne Werkzeuge vorzunehmen, was es erlaubt, die Einstellung irgendwo und zu jedem Zeitpunkt vom Benutzer mit minimalen Mühen vorzunehmen. Weil die Knöpfe drehen, sich jedoch mit dem Rest der Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung nicht axial vorbewegen, ist die Möglichkeit, dass Sand oder dgl. die Vorrichtung verunreinigen, minimiert. Der taktile Indikator der Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung erzeugt eine unmittelbare taktile Rückmeldung an einen Benutzer, um eine gewählte Distanz des Bremsklotzvorschubs für einen gewählten Drehschritt am Knopf anzuzeigen. Die Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung enthält auch einen visuellen Indikator, der eine unmittelbare visuelle Anzeige an den Benutzer liefert, wie weit der Bremsklotz gegenüber dem Gehäuse vorgeschoben worden ist. Auf diese Weise kann ein Benutzer ständig den Umfang der Bremsklotzabnutzung überwachen, um die Möglichkeit einer übermäßigen Bremsklotzabnutzung während einer ausgedehnten Fahrt zu minimieren, was sonst in einer zugehörigen Bremsschreibe Riefen erzeugen und diese schließlich ruinieren könnte. Schließlich ermöglicht die Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung ein schnelles und zuverlässiges Verfahren zum Befestigen eines Bremssattelgehäuses an einem Fahrradrahmen in vorschriftsmäßiger Ausrichtung mit einer Bremsscheibe. All diese vielen Vorteile werden durch die Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung geliefert, die aus einfachen mechanischen Elementen besteht, die preiswert hergestellt und zusammengebaut werden können und die eine hoch zuverlässige bequeme Einstellung ermöglichen.
Das Seilführungssystem und das Verfahren zum Verlegen eines flexiblen Seils, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung bilden, ermöglichen die Beseitigung gerade Längenabschnitte einer üblichen Seilhülle ohne Notwendigkeit von Halteösen an einem Fahrradrahmen. Durch Beseitigen von Längenabschnitten der üblichen flexiblen Seilhülle, die sich unter Druckkräften in Längsrichtung ausbauchen können, kann eine unnötige, jedoch merkliche Ursache von Reibungskräften am Seil beseitigt werden. Die axial und radial steife Röhre ermöglicht es dem Seil, sich innerhalb der Röhre selbst zu zentrieren, wodurch ein signifikanter Kontakt mit dem Innern der Röhre praktisch beseitigt und über die Länge der Röhre Reibung im Wesentlichen vermieden wird. Hingegen baucht sich eine konventionelle Seilhülle unter dem Einfluss einer Kompression in Längsrichtung aus, und das Ausbauchen erzeugt einen gewundenen Weg für das Seil mit Reibstellen an der Wand der Hülle. Die axial und radial steife Röhre bildet ferner einen schützenden Abschluss um das Seil, der das Eindringen von Feuchtigkeit und Sand in andere Abschnitte des Seilverlegungssystems verhindert, wie beispielsweise in übliche Seilhüllen, was weiter Reibung und Abrieb am Seil vergrößern könnte. Die Röhre ist auch leichter und weniger teuer als eine übliche Seilhülle, und diese vielen Vorteile können somit bei Kosteneinsparungen erzielt werden. Die Verwendung eines Seilführungssystems, das eine axial und radial steife Röhre enthält, findet speziellen Einsatz für die Verwendung bei seilbetätigten Scheibenbremsen, die zwischen 10 und 14 Zoll mehr Seil haben, als Felgen bremsen, wobei das Seil einen geraden Weg längs eines Rades der Fahrrades nimmt. Der Ersatz der üblichen flexiblen Seilhülle durch die axial und radial steife Röhre beseitigt eine unvertretbar Reibungsquelle, die die Betätigung der seilbetätigten Scheibenbremsen schwieriger als notwendig macht.
Die Haltekonstruktion für eine Bremsklotz- und -plattenanordnung, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, ermöglicht eine schnelle und einfache Montage und Demontage der Bremsklotz- und -plattenanordnungen. Die Konstruktion schafft auch eine sichere Verbindung der Bremsklotz- und -plattenanordnung am Bremssattel. Sobald installiert, ist eine versehentliche Loslösung oder Fehlausrichtung der Bremsklotz- und -plattenanordnung bei fehlender Bremsscheibe höchst unwahrscheinlich. Dieses ist besonders wichtig, wenn ein Rad des Fahrrades demontiert ist, beispielsweise wenn das Fahrrad an bestimmten Haltegestellen befestigt ist. Trotz der sicheren Verbindung kann die Bremsklotz- und -plattenanordnung schnell und einfach vom Bremssattel ohne Werkzeuge durch eine einfache, zweistufige Bewegung gelöst werden, zunächst längs einer Vorschubachse und dann längs einer Eingriffsachse. Die Haltkonstruktion besteht aus einer minimalen Anzahl von Teilen, die preiswert hergestellt und schnell zusammengesetzt werden können.
Der Bremssattelantrieb, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, enthält mit Auflaufflächen versehene Rillen zwischen einem festen Nocken und einem Antriebsnocken, die wie ein Schräglager wirken, um radiale Lasten auf den Antriebsnocken aufzunehmen, die von einer Betätigung des Bremssattelantriebs herrühren. Weil die Wände der Rillen diese radiale Last aufnehmen, kann eine Lagerschale oder ein Lager, das sonst zwischen den Antriebs- und festen Nocken eingesetzt werden müsste, vermieden werden. Dieses vermindert nicht nur die Teilekosten, sondern minimiert auch die Montagekomplexität, wodurch ein kostengünstiger Bremssattelantrieb geschaffen wird. Außerdem wird Reibung zwischen dem Antriebs- und dem festen Nocken minimiert. Indem radial überlappende Rillen unterschiedlicher Radien vorgesehen sind, ist eine größere Drehbewegung des Antriebsnocken gegenüber dem festen Nocken pro Einheit axialen Vorschubs des festen Nocken möglich, wodurch ein mechanischer Vorteil geschaffen wird, der eine "kräftigere" mechanische Scheibenbremse mit Kugellager ergibt.
Der Federspannungseinsteller, der nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist, bildet einen Mechanismus zum Einstellen einer Rückstellkraft, die aus den Bremshebelarm eines Bremssattels einwirkt, der außerhalb des Bremssattelgehäuses zugänglich ist. Es ist somit zur Veränderung der Rückstellkraft keine Demontage notwendig, durch die Schmutz in das Gehäuse eintreten könnte und die für einen Benutzer höchst unbequem wäre. Außerdem ermöglichen es Verfahren und Vorrichtung, die Rückstellkraft innerhalb eines definierten Bereiches stufenlos einzustellen, um die Bedürfnisse und Wünsche eines Benutzers zu erfüllen. Die Rückstellkraft kann einfach und leicht mit einem einzigen Werkzeug eingestellt werden. Der Mechanismus ist mit einer geringen Anzahl einfach hergestellter Teile versehen und kann dabei bei minimalen Kosten bereitgestellt und bei minimaler Vergrößerung der Komplexität zu einer Bremssattel-Scheibenbremse zusammengebaut werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Bremssattel einer mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager der vorliegenden Erfindung zeigt, der an einer Gabel eines Fahrrades in wirkungsmäßigem Eingriff mit einer Bremsscheibe montiert ist;
2 ist der Bremssattel der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager von 1 mit einem Adapter zur Montage an einem Rahmen, der andere Konsolen aufweist;
3A ist eine Seitenansicht des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager von 1 mit einer schwimmenden Seilöse;
3B ist identisch zu 3A mit der Ausnahme, dass sie weiterhin eine alternative Ausführungsform der schwimmenden Seilöse enthält;
3C ist eine Querschnittansicht der schwimmenden Seilöse, geschnitten längs der Linie 3C-3C von 3A;
4A ist eine perspektivische Explosionsdarstellung des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager von 1;
4B ist eine perspektivische Explosionsdarstellung aus einer Perspektive, die gegenüber der von 4A um 180° gedreht ist;
4C ist eine perspektivische Ansicht von unten einer Klemmplatte;
5 ist eine Querschnittansicht des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager, geschnitten längs der Linie 5-5 von 3A, wobei die Bremsklötze zurückgezogen sind;
6 ist ähnlich 5, wobei lediglich die Bremsklötze unter Verwendung der Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung ausgefahren sind;
7 ist ähnlich 5, zeigt aber lediglich die Bremsklötze durch den Antriebsmechanismus in Berührung mit einer Bremsscheibe vorgeschoben;
8 ist eine Querschnittansicht des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager, geschnitten längs der Linie 8-8 von 3A;
9 ist eine Querschnittansicht des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager, geschnitten längs der Linie 9-9 von 8;
10 ist eine rechtsseitige Ansicht des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager, wobei der Hebelarm sich in einer Ruheposition befindet;
11 ist eine rechtsseitige Ansicht des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager, wobei der Hebelarm sich in der Bremsposition befindet;
12 ist eine Längsschnittansicht der Seilführung geschnitten längs der Linie 12-12 von 10;
13 ist eine Vorderansicht in Explosionsdarstellung der Seilführung;
14 ist eine Explosionsdarstellung der äußeren Indexknopfanordnung;
15 ist eine Explosionsdarstellung der inneren Indexknopfanordnung;
16A ist eine perspektivische Ansicht des Bremssattels der mechanischen Bremse mit Kugellager, wobei ein Teil des Gehäuses weggeschnitten ist, um den Bremsklotzaufnahmehohlraum freizulegen;
16B ist eine Schnittdarstellung des Bremssattels der mechanischen Bremse mit Kugellager, geschnitten längs der Linie 16B-16B von 10;
17A bis 17C sind alternative Ausführungsformen der Stützplatten der Bremsklotzanordnungen;
18 ist identisch der 6, zeigt jedoch nur die Bremsklotzanordnung in ihrer Aufnahme installiert;
19 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Knopfes;
20 ist eine perspektivische Ansicht des äußeren Knopfes aus einer Perspektive, die gegenüber der von 19 um 180° gedreht ist;
21. ist eine perspektivische Ansicht des inneren Knopfes;
22 ist eine perspektivische Ansicht des inneren Knopfes aus einer Perspektive, die gegenüber der von 21 um 180° gedreht ist;
23 ist eine Seitenansicht des Hebelarms und zeigt die progressive, exzentrische Gestalt der Seilführungsfläche;
24 ist eine Seitenansicht des Hebelarms und zeigt die konstante, konzentrische Gestalt der Seilführungsfläche;
25 ist eine perspektivische Ansicht eines Kugelkäfigs;
26 ist eine Schnittdarstellung des Kugelkäfigs, geschnitten längs der Linie 26-26 von 25 mit einer darin gehaltenen Kugel;
27 ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform eines Kugelkäfigs;
28 ist eine Schnittdarstellung geschnitten längs der Linie 28-28 von 27 mit einer im Käfig befindlichen Kugel;
29 ist eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform von mit Auflaufflächen versehenen Rillen in einem festen Nocken; und
30 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform eines Mechanismus zum Einstellen der Rückstellkraft an einem Hebelarm, wobei irrelevante Teile weggelassen sind;
31 ist eine Explosionsdarstellung von 30;
32 ist eine Zusammenbauzeichnung einer dritten Ausführungsform eines Mechanismus zum Einstellen der Rückstellkraft an einem Hebelarm, wobei irrelevante Teile weggelassen sind;
33 ist eine Explosionsdarstellung von 32.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Ein Bremssattel 10 einer mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 gezeigt, angebracht an einem Rahmen oder genauer gesagt an einer Vordergabel 12 eines Fahrrades in wirkungsmäßigem Zusammenhang mit einer Bremsscheibe 14. Wie in den 1 bis 3 gezeigt, ist der Bremssattel 10 an einer Vordergabel 12 zur Verwendung mit einem Vorderrad angebracht. Für die Verwendung mit dem Hinterrad ist der Bremssattel typischerweise am Sitzrohr, der Kettenstrebe, der Ausfallplatte, dem Nachrüstadapter oder dgl. angebracht. Die Bremsscheibe 14 ist ihrerseits starr an der Nabe einer Radanordnung mittels Schrauben 16 befestigt. Aus Gründen der Klarheit sind das Rad und die Nabe nicht gezeigt.
Der Bremssattel der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager besteht aus einem Bremssattelgehäuse 18 mit einem Paar Montagefüßen 20, 22, die sich davon zur Befestigung an einem entsprechenden Paar mit Innengewinde versehenen Befestigungskonsolen erstrecken, welch Letztere sich von der Vorderradgabel 12 erstrecken. Ein Paar Montageschrauben 28 halten die Montagefüße 20, 22 an den Befestigungskonsolen 24, 26 fest. Die Montagefüße haben vorzugsweise Langlöcher 27 (siehe 5), die die Montageschrauben 28 und komplementäre Paare konkav/konvexer Beilagscheiben 30 aufnehmen, um eine einstellbare Befestigung des Bremssattels der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager an einem Fahrradrahmen zu ermöglichen. eine solche Befestigungskonstruktion ist im Detail in der anhängigen Patentanmeldung, Aktenzeichen Nr. 09/383 121 des Anmelders Wayne Lumpkin beschrieben, deren Offenbarung hierdurch in ihrer Gesamtheit hier eingeschlossen wird.
Wie man in 1 sieht, ist ein Hebelarm 32 schwenkbar an einem ersten Ende 34 am Bremssattelgehäuse 18 angebracht. Ein zweites Ende des Hebelarms 36 hat eine Seilklemme 38, die ein Ende des Seils 40 festhält. Das Seil 40 ist durch eine Seilzuführung 42 geführt, die am Bremssattelgehäuse 18 angebracht ist, mittels einer Seilhülle 44, die an der Seilzuführung 42 anstößt. Während weiter unten der Betrieb der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager in beachtlich größerem Detail beschrieben wird, ist es am Anfang nützlich zu verstehen, dass der Bremssattel der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager dadurch betätigt wird, dass eine Zugkraft auf ein entgegengesetztes Ende des Seils 40 mittels eines Seilbetätigers aufgebracht wird, wie beispielsweise eines gewöhnlichen Seilbremshebels (nicht gezeigt), und dass diese Zugkraft zur Folge hat, dass der Hebelarm 32 um die Schwenkachse 46 in Richtung des Pfeiles 48 schwenkt, so dass das zweite Ende des Hebelarms 36 in Richtung auf die Seilzuführung 42 gezogen wird, um einen Bremsklotz mit der Bremsscheibe 14 durch eine Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung zwischen dem ersten Ende 34 des Hebelarms 32 und im Bremsklotz vorzuschieben.
2 zeigt den Bremssattel 10 der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager an einer Vorderradgabel 12' montiert, die mit Innengewinde versehen Befestigungskonsolen 24' und 25' aufweist, mit einer Achse parallel zur Drehachse der Bremsscheibe 14. Der Bremssattel 10' der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager ist in jeder Hinsicht mit der mechanischen Scheibenbremse 10 mit Kugellager, die oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde, identisch. Zur Vereinfachung sind alle unnötigen, übereinstimmenden Bezugszeichen weggelassen worden. Ein Adapterbügel 60 ist mittels zweier Schrauben 62 an den Befestigungskonsolen 24', 26' befestigt und enthält ein Paar mit Gewinde versehene Aufnahmebohrungen 64, die es ermöglichen, das Bremssattelgehäuse 18 an der Vorderradgabel 12' in einer zur Bremsscheibe 14 identischen Position anzubringen, die oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurde. Der Adapterbügel schafft somit eine Montagefläche, die äquivalent derjenigen ist, die durch die Befestigungskonsolen 24, 26 von 1 geschaffen ist.
3A ist eine Frontansicht des Bremssattels 10 der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager, montiert an einem Fahrradrahmen 12, wie in 1 gezeigt. 3 unterscheidet sich von 1 durch den Einschluss einer schwimmenden Seilöse 70, die später in größerem Detail beschrieben wird.
Der Bremssattel 10 der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager ist in 4A in einer perspektivischen Explosionsdarstellung gezeigt. 4B ist identisch zu 4A, nur ist die Perspektive um 180° gedreht. Erste und zweite Bremsklotzanordnungen 72, 74 bestehen aus spiegelbildlichen Stützplatten 76, 78, die jeweils eine rückseitige Oberfläche 80 mit einer Zapfenaufnahme 81 und eine vordere Oberflä che 82, an der ein Bremsklotz 84 dauerhaft angebracht ist, aufweisen. Wenn der Bremssattel der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager einer Bremsscheibe 14 wirkungsmäßig zugeordnet ist, dann liegt die Bremsscheibe 14 zwischen den Bremsklötzen 84 der ersten und zweiten Bremsklotzanordnungen 72, 74, die teilweise durch einen Bremsklotzhalteclip 85 in einer Weise an ihrem Platz gehalten werden, die unten in größerem Detail beschrieben wird.
In der in 4A gezeigten Ausrichtung wird die zweite Bremsklotzanordnung 74 auch als hintere oder innere Bremsklotzanordnung bezeichnet. Ein Bremsklotzabnutzungskompensator 73 für die innere Bremsklotzanordnung anhält einen inneren Drückfuß 86, der, wie unten beschrieben, als ein Indikator funktioniert. Die innere Bremsklotzanordnung 74 ist an dem inneren Drückfuß 86 mittels eines beilagscheibenförmigen Magneten 88 angebracht, der an einer passend gestalteten Aufnahme 90 in der vorderen Oberfläche 92 des inneren Drückfußes 86 angebracht ist. Ein axialer Zapfen 94 erstreckt sich durch das Loch in dem beilagscheibenförmigen Magneten 88 und steht über die vordere Oberfläche 92 vor, um in die Zapfenaufnahme 81 in der hinteren Oberfläche der Stützplatte einzugreifen. Ein hinterer Abschnitt oder Indikatorfinger 96 mit rechteckigem Querschnitt erstreckt sich von einer hinteren Oberfläche des inneren Drückfußes 86 in der gleichen Achse wie der axiale Zapfen 94. Der Rand des inneren Drückfußes 86 ist mit einem Gewinde zwischen der vorderen Oberfläche 92 und der hinteren Oberfläche 98 versehen, wie mit 100 angegeben. Die Gewindegänge 100 sind so dimensioniert, dass sie komplementäre Gewindegänge 102 im inneren Durchmesser eines inneren Zylinders 104 des Bremssattelgehäuses 18 eingreifen (siehe 4B und 5). Diese Verschraubung erlaubt ein lineares Vorschieben des Drückfußes 86, wenn er gedreht wird. Ein innerer Bremsklotzvorschub-Einstellknopf 106 hat einen gerändelten Rand 108 und eine axiale Öffnung oder Loch 110. Das axiale Loch ist so bemessen, dass es den Indikatorfinger 96 des inneren Drückfußes 86 eng passend, axial verschiebbar aufnimmt, aber eine Drehung zwischen dem Drückfuß und dem Einstellknopf verhindert. Mehrere axial sich nach innen erstreckende Nasen 112 haben sich radial nach außen erstreckende Spitzen 114 an ihren vorderen Enden. Ein innerer Rastfederclip 116 hat mehrere sich radial erstreckende Fahnen 118, die so bemessen sind, dass sie zwischen den sich axial nach innen erstreckenden Nasen 112 des inneren Knopfes 106 aufgenommen werden. Der innere Rastfederclip 116 hat weiterhin sich axial nach innen erstreckende Vorsprünge 122 mit sich radial nach aussenden erstreckenden Rasten 123 an ihren vorderen Enden. Wie man am besten in 5 sehen kann, erstreckt sich der Finger 96 durch das Loch 126 im Inneren Rastfederclip 116 und in das axiale Loch 110 im inneren Knopf 106. Die Spitzen 114 beaufschlagen einen inneren Rand eines sich nach innen erstreckenden ringförmigen Flansches 125, um den inneren Knopf 106 gegen axiale Bewegung zu sperren. Die Rastvorsprünge 123 wiederum wirken mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Indexierrändeln 127 in der inneren Oberfläche des Flansches 125 zusammen. Wie unten beschrieben wird, liefern die komplementären Rastvorsprünge und die Indexierrändel eine taktile Anzeige der Bremsklotzeinstellung, wenn der innere Knopf 106 gedreht wird.
Weiter Bezug nehmend auf die 4A, 4B und 5 hat das Bremssattelgehäuse 18 auch einen äußeren Zylinder 128, der mit dem inneren Zylinder 104 koaxial ist. Der Großteil der übrigen Komponenten des Bremssattels 10 der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager liegt innerhalb des äußeren Zylin ders 128. Der äußere Zylinder 128 hat eine Ringnut 130 (siehe 4B) an seinem inneren Durchmesser, die so gemessen ist, dass sie die reifenförmige Polymer-Staubdichtung 132 aufnimmt. Der äußere Druckfuß 134 hat eine zur vorderen Oberfläche 92 des inneren Drückfußes 86 identische Vorderfläche, und identische Bezugszeichen werden in 4B verwendet. Ein beilagscheibenförmiger Magnet 88', der identisch zum beilagscheibenförmigen Magneten 88 ist, ist innerhalb der passend gestalteten Aufnahme 90 in der Vorderfläche 92 des äußeren Drückfußes 134 angebracht. Die äußere oder erste Bremsklotzanordnung 72 wird durch den beilagscheibenförmigen Magneten 88' an der vorderen Oberfläche des äußeren Drückfußes 134 festgehalten. Die hintere Oberfläche 136 hat einen sich axial erstreckenden Zapfen 138 mit einer Ringnut 140 in seiner Seitenwand nahe dem vorderen Ende. Am vorderen Ende befindet sich eine axiale Schale 142. Ein Spaltring 144 ist so bemessen, dass er von der Ringnut 140 aufgenommen wird. Ein Kugellager 146 ist so bemessen, dass es von der axialen Schale 142 aufgenommen wird und sich davon axial erstreckt.
Eine Indikatorfußschraube 148 hat einen Kopf 149 mit einer vorderen Oberfläche 150, die an das Kugellager 146 anstößt. Hinter dem Kopf 149 befindet sich ein Zapfen 153, der benachbart dem Kopf 149 mit einem Gewinde versehen ist, wie mit 154 angegeben ist. Das hintere Ende des Zapfens 152 hat zwei Flachstellen 156 (von denen eine in 4A gezeigt ist) auf einander entgegengesetzten Seiten. Die Indikatorfußschraube 148 ist ein integraler Bestandteil des Bremsklotzabnutzungskompensators 153 für die äußere Bremsklotzanordnung.
Ein Antriebsnocken (oder zweiter Nocken) 158 hat eine Basis 160 vergrößerten Durchmessers mit mehreren gleichmäßig beabstandeten, bogenförmigen, mit Schrägflächen versehenen Rillen 162 in seiner hinteren Oberfläche. Die bevorzugte Ausführungsform hat drei solcher Rillen 162, die um 120° versetzt sind. Ein zylindrischer Zapfen 164 erstreckt sich von der Basis 160 vergrößerten Durchmessers nach hinten und hat eine axiale Bohrung 166, die sich axial durch den Antriebsnocken 158 erstreckt. Wie man besten in 5 sieht, enthält die axiale Bohrung einen mit Gewinde versehenen Innendurchmesserabschnitt 168, in den der Gewindeabschnitt 154 der Fußschraube 148 eingeschraubt ist, wobei sich der Zapfen 152 von der axialen Bohrung 166 nach rückwärts erstreckt. Weiterhin zeigt 5, dass ein sich nach innen erstreckender Flansch 170 als Anschlag gegen einen rückwärtigen Abschnitt des Kopfes 149 wirkt. Das vordere Ende des äußeren zylindrischen Zapfens 164 ist bei 172 mit einem Gewinde versehen und hat benachbart dem Gewindeabschnitt 172 einen Sechskantabschnitt 174. Eine von drei Lagerkugeln 176 sitzt in jeder eine Schrägfläche aufweisenden Rille 162. Der Außendurchmesser der Basis 160 vergrößerten Durchmessers ist so bemessen, dass sie eng in den inneren Durchmesser des äußeren Zylinders 128 passt und eine abdichtende Verbindung mit der Staubdichtung 132 eingeht, wie am besten in den 5 und 7 zu sehen ist.
Ein fester (oder erster Nocken) 178 hat einen im Allgemeinen zylindrischen Körper 180 mit einer Öffnung 182 konstanten Innendurchmessers. Eine Zwischenstufe 184 hat einen Federkraft begrenzenden Ansatz 186, der sich axial auf den zylindrischen Körper 180 erstreckt. Eine vordere Stufe 188 hat einen Außendurchmesser, der größer als der der Zwischenstufe 184 ist, und ein Ringflansch 190 vergrößerten Au ßendurchmessers steht von der vorderen Stufe 188 benachbart der Zwischenstufe 184 vor. Ein Verriegelungsvorsprung 192 erstreckt sich in Richtung auf die vordere Oberfläche 193 kolinear mit dem Federspannungsbegrenzungsvorsprung 186 in einer Höhe, die zu der des Ringflansches 190 vergrößerten Außendurchmessers passt. Der Verriegelungsvorsprung 192 ist so bemessen, dass er in einen Aufnahmeschlitz 194 im Innendurchmesser des Außenzylinders 128 eingreift, um den festen Nocken 178 gegen axiale Drehung zu sperren (siehe 4A). Außerdem stößt die Vorderfläche des Ringflansches 190 vergrößerten Außendurchmessers an einer Stufe 196 im Innendurchmesser des äußeren Zylinders 128 an, um das axiale Einführen des festen Nocken 178 in den äußeren Zylinder 128 vom offenen Ende aus zu begrenzen, wie in 4A gesehen. Der Eingriffszustand kann am besten in 5 gesehen werden. Die Vorderfläche 193 des festen Nockens 178 sieht am besten in 4B. Die Vorderfläche hat mehrere in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandete, mit Schrägflächen versehene Rillen, die den mit Schrägflächen versehnen Rillen des Antriebsnocken 158 entsprechen. 4B zeigt drei mit Schrägflächen versehne Rillen 200, die um 120° gegeneinander versetzt sind und den mit Schrägflächen versehenen Rillen 162 des Antriebsnocken 158 entsprechen, wobei sich lediglich die Schrägflächen in Umfangsrichtung in zueinander entgegengesetzten Richtungen erstrecken, wenn sie so ausgerichtet sind, wie in den 4A, 4B und 5 bis 7 gezeigt ist. Eine Lagerkugel 176 befindet sich in jedem mit Schrägflächen versehenen Rillenpaar 162, 200, wie am besten in den 5 bis 7 erkennen kann. Wenn gemäß 5 die Kugeln sich in den Rillen 162, 200 befinden, dann wirken die Rillen und die Kugeln als ein Winkelkontaktlager, das in der Lage ist, radiale Lasten auf den Antriebsnocken, die vom Hebelarm 32 aufgebracht werden, aufzunehmen. Außerdem zentrieren die mit Schrägflächen versehenen Rillen den Antriebsnockenzapfen 164 innerhalb des Innendurchmessers 182 des festen Nocken 178 von selbst, wenn der Antriebsnocken einer axialen Last ausgesetzt ist. Dieses Merkmal beseitigt die Notwendigkeit einer optionalen Schlitzhülse (nicht dargestellt), die mit Presspassung im Innendurchmesser 182 des festen Nocken 178 sitzt. Es beseitigt ferner Reibung zwischen dem Antriebsnockenzapfen 164 und dem festen Nocken 178. Es vermindert ferner die Notwendigkeit enger Toleranzen zwischen dem Antriebsnockenzapfen 164 und dem festen Nocken 178, so dass die Notwendigkeit beseitigt wird, den Antriebsnockenzapfen kostspielig spitzenlos zu schleifen und die Bohrung 182 des festen Nocken zu räumen. Diese kombinierten Vorteile verbessern die Effizienz und vermindern die Teilekosten und die Komplexität des Zusammenbaus und die Wartungskosten.
Wenn der feste Nocken im Außenzylinder 128 sitzt, wie oben beschrieben und in 5 dargestellt, dann ist er gegen axiale Bewegung durch den Sperrring 204 gesperrt, der einen mit Gewinde versehenen Außendurchmesser 206 und gleichmäßig beabstandete Eingriffsschlitze 208 im Innendurchmesser 210 aufweist. Der Innendurchmesser ist so bemessen, dass er die Zwischenstufe 184 des festen Nocken 178 eng aufnimmt, und die Eingriffsschlitze 208 erlauben den Eingriff eines speziellen Drehwerkzeugs (nicht gezeigt), so dass der mit Gewinde versehene Außendurchmesser 206 mit den entsprechenden Gewindegängen 212 im Innendurchmesser des Außenzylinders 128 verschraubt werden können.
Eine im Wesentlichen beilagscheibenförmig gestaltete Federspannungs-Vorspannplatte 220 hat einen Innendurchmesser, der das freie Ende des allgemein zylindrischen Körpers 180 des festen Nocken 178 axial eng aufnimmt, und hat einen Federspannungsbegrenzungsschlitz 222, der den Federspannungsbegrenzungsvorsprung 186 aufnimmt. Ein Einschnitt im Außendurchmesser der Federspannungs-Vorspannplatte bildet eine Anschlagfläche 224. Nahe der Anschlagfläche 224 befindet sich ein Loch 226. Die Rückstellfeder 228 hat ein Paar sich axial erstreckender Enden 230, 232. Der Innendurchmesser der Rückstellfeder 228 ist groß genug, den zylindrischen Körper 180 des festen Nocken 178 und den Zapfen 164 des Antriebsnocken 158 axial aufzunehmen, wie man am besten in 5 sieht. Das sich axial erstreckende Ende 230 sitzt in dem Loch 226 der Federpsannungs-Vorspannplatte 220 (siehe 5). Eine Staubdichtung 234 bildet eine ringförmige Abdeckung 226 für die Rückstellfeder 228, wie man in den 4B und 5 bis 7 sieht. Der Innendurchmesser der hinteren Öffnung 238 ist so bemessen, dass sie den Außendurchmesser eines Vorderflansches 240 des Hebelarms 32 aufnimmt und an diesem dichtend anliegt. Ein Loch 242 in der hinteren Oberfläche der Abdeckung 236 nimmt das sich axial erstreckende Ende 232 auf. Das sich axial erstreckende Ende 232 ist wiederum in dem Loch 244 nahe dem ersten Ende 34 des Hebelarms 32 aufgenommen.
Eine Sechskantöffnung 246 nahe dem ersten Ende 34 des Hebels 32 nimmt den Sechskantabschnitt 174 des zylindrischen Zapfens 164 des Antriebsnocken 158 axial auf, wobei eine Innendurchmesser-Beilagscheibe 248 mit Sechskantöffnung zwischengesetzt ist, um den Hebelarm 32 am Antriebsnocken 158 radial festzulegen. Eine Beilagscheibe 252 liegt an der hinteren Oberfläche 254 an und ist von einer Beilagscheibe 256 größeren Außendurchmessers abgedeckt. Die Beilagscheibe 256 größeren Außendurchmessers hat mehrere in gleichmäßigen Umfangsabständen verteilte Rastriefen 258 an ihrem Außendurchmesser. Die Beilagscheiben 252, 256 und der Hebelarm 32 sind axial an dem zylindrischen Zapfen 164 des Antriebsnocken 158 durch eine Mutter 260 festgelegt, die auf den Gewindeabschnitt 172 des zylindrischen Zapfens 164 geschraubt ist.
Ein äußerer Knopf 264 hat einen gerändelten Rand 266 und eine Öffnung oder ein axiales Loch 268, das so gemessen und dimensioniert ist, dass es die Flachstellen 156 des hinteren Endes der Fußschraube 148 darin aufnimmt, wie in 5 dargestellt. Gemäß 4B sind mehrere axial sich nach innen erstreckende Fahnen 270 in Umfangsrichtung gleichmäßig an der inneren Oberfläche des äußeren Knopfes 264 beabstandet ausgebildet. Am vorderen Ende einer jeden sich axial nach innen erstreckenden Fahne 270 findet sich ein nach innen vorstehender Vorsprung 272. Ein äußerer Rastfederclip 274 hat mehrere sich axial erstreckende Fahnen 276, die jeweils einen sich nach innen erstreckenden Vorsprung 278 nahe seinem vorderen Ende haben. Die sich axial erstreckenden Fahnen 276 sind so bemessen, dass sie eng zwischen die sich axial nach innen erstreckenden Fahnen 270 des äußeren Knopfes passen (siehe 4A). Wenn der äußere Rastfederclip mit dem äußeren Knopf 264 in der in 4A gezeigten Ausrichtung in Eingriff ist, dann wird der äußere Knopf 264 axial über die Mutter 260 vorgeschoben, und die nach innen vorstehenden Vorsprünge 272 ergreifen verriegelnd den Außendurchmesserrand der Beilagscheibe 256 größeren Außendurchmessers, um den äußeren Knopf 264 gegen axiale Bewegung zu sperren. Wenn sie auf diese Weise angebracht sind, greifen die sich nach innen erstreckenden Vorsprünge 278 des äußeren Rastfederclips in die Rastriefen 258 der Beilagscheibe 256 größeren Außendurchmessers ein. Dieses kann man besten im Detail aus den 14 und 5 entnehmen. Wie weiter unten beschrieben, schaffen die komplementären Vorsprünge 278 und die Rastriefen 258 eine taktile Anzeige des Bremsklotzvorschubs, wenn der äußere Knopf 264 gedreht wird.
Gemäß den 4A, 12 und 13 besteht die Seilzuführung 42 aus einem Halter 284, der mit dem Gehäuse 18 vorzugsweise integral gegossen ist. Der Halter 284 hat eine Öffnung 286, die längs einer Führungsachse 288 zentriert ist. Eine zylindrische Hüllanschlagmuffe 290 hat einen zylindrischen Hauptkörper 292 mit einem Außendurchmesser, der so dimensioniert ist, dass er frei, jedoch eng in die Öffnung 286 passt. Ein kleiner Manschettenhaltevorsprung 294 erstreckt sich axial von einem vorderen Ende der Hüllanschlagmuffe. Ein großer Manschettenhaltevorsprung 296 erstreckt sich axial von einem hinteren Ende der Hüllanschlagmuffe 290. Ein ringförmiger Halteflansch 298 erstreckt sich radial von dem Hauptkörper 292 benachbart im großen Manschettenhaltevorsprung 296 und bildet einen Anschlag, der das axiale Einführen der Hüllanschlagmuffe 290 in die Öffnung 286 begrenzt, wie man am besten in 12 sieht. Weiter hat gemäß 12 das Innere der Hüllanschlagmuffe 290 einen hinteren Abschnitt mit einem Innendurchmesser, der leicht größer als der Durchmesser ein Standardseilhülle ist, um die Seilhülle 44 darin axial aufzunehmen. Ein ringförmiger Flansch 302 erstreckt sich nach innen um eine Seilführungsöffnung 302 zu bilden. Der Innendurchmesser des kleinen Manschettenhaltevorsprungs 294 hat eine Größe, die zwischen der des hinteren Innendurchmessers 300 und dem der Seilführungsöffnung 304 liegt.
Eine hohle kleine Haltemanschette 310 ist aus einem elastomeren Material gespritzt, und an ihrem hinteren Rand hat sie einen sich nach innen erstreckenden Ringflansch 312, der so gestaltet ist, dass er mit dem kleinen Manschettenhaltevorsprung 294 der Hüllanschlagmuffe 290 rastend zusammenwirkt. Wenn die Hüllanschlagmuffe 290 in die Öffnung 286 eingesetzt ist, wie in 12 gezeigt ist, und die kleine Haltemanschette so montiert ist, dass der nach innen vorstehende Ringflansch 312 den kleinen Manschettenhaltevorsprung 294 umgreift, dann ist die Hüllanschlagmuffe gegen ein Lösen aus der Öffnung 286 gesichert. Die kleine Haltemanschette hat einen vorderen Nippel 314 mit einem vorderen Loch 316 eines Innendurchmessers, der geringfügig kleiner als der Außendurchmesser des Standard-Fahrrad-bremsseils 40 ist. Auf diese Weise bildet der vordere Nippel eine Gleitdichtung mit dem Bremsseil 40, wie man in 12 sieht.
Eine hohle große Haltemanschette 320, die aus einem elastomeren Material gespritzt ist, hat einen sich nach innen erstreckenden Ringflansch 322, der so gemessen ist, dass er den großen Manschettenhaltevorsprung 296 am hinteren Ende der Hüllanschlagmuffe 290 verrastend umgreift, wie man am besten in 12 sieht. Das hintere Ende 324 hat einen sich verengenden Innendurchmesser, der am äußersten hinteren Ende geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Standardseilhülle ist, um an dieser dichtend anzuliegen.
Wenn der Hebelarm 32 an dem Gehäuse schwenkbar angebracht ist, wie in den 1 bis 3B, 10 und 11 gezeigt ist, erstreckt sich ein bogenförmiges Horn 330, das eine axial flache, in Umfangsrichtung bogenförmige Drahtführungsfläche 332 bestimmt, von einem hinteren Ende des zweiten Endes 36 des Hebels 32. Das gebogene Horn 330 verläuft bogenförmig um die Drehachse 46 des Hebelarms 32. In der bevorzugten Ausführungsform ist das gebogene Horn um die Achse exzentrisch, wie schematisch in 23 gezeigt, um eine progressive Kraftzunahme zu ergeben, wenn der Hebel durch ein Seil 40 betätigt wird. Alternativ kann das gebogene Horn konzentrisch sein, wie in 24 gezeigt, oder exzentrisch und regressiv, was, obgleich nicht gezeigt, von dem gebogenen Horn verlangen würde, dass es einen zunehmenden Radius in Richtung auf sein freies Ende hat, im Wesentlichen entgegengesetzt zu dem in 23 gezeigten progressiven Horn.
Die Seilklemme 38 besteht aus einer Schraube 334 mit einem Gewindeschaft 336, der so bemessen ist, dass er in eine Gewindebohrung im Hebelarm 32 eingeschraubt ist, deren Achse senkrecht zur Drehachse 46 verläuft. In der bevorzugten Ausführungsform ist eine Klemmplatte 338 zwischen den Kopf der Schraube 334 und das zweite Ende 36 des Hebelarms 32 fest eingefügt. Die Klemmplatte hat eine Lasche 340, die von einer Nut 342 aufgenommen ist, die im vorderen Ende des Hebelarms 32 ausgebildet ist, um die Klemmplatte gegen Drehung zu sichern. Eine Rille 344 ist in der Unterseite der Klemmplatte benachbart der Nut 342 ausgebildet, um das Seil 40 aufzunehmen, und hat mehrere Vorsprünge 345, die sich in die Rille hinein erstrecken, um das Festklemmen des Seils zu verbessern, wie in 4B dargestellt ist.
Das gebogene Horn 330 ist so gestaltet, dass wenn der Bremssattel der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager an einem Fahrradrahmen angebracht ist, wie in den 1 bis 3B gezeigt, die Führungsachse 288 im Wesentlichen tangential zum freien Ende des gebogenen Horns 330 verläuft. Im Wesentlichen tangential bedeutet, dass ein Seil 40 keine wesentliche Biegung erfährt, wenn es die Seilführungsfläche 332 berührt, hingegen ein sehr allmählichen Übergang auf die Seilführungsfläche 332 hat, wie in 3 gezeigt. Wenn durch ein Zugbetätigungsglied, wie beispielsweise einen üblichen Fahrradbremshebel, Zug auf das Seil 40 aufgebracht wird, dann wird der Hebelarm 32 in Richtung auf die Seilzuführung 42 gezogen. Wegen der in Umfangsrichtung gebogenen Seilführungsfläche 332, der festen Seilklemme und der festen Seilzuführung 42 werden keine scharfen Biegungen in das Seil eingebracht, die das Seil ermüden und zu einem vorzeitigen Ausfall des Seiles führen könnten, was für den Benutzer sehr fatale Folgen haben könnte.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich eine übliche Seilhülle vom hinteren Ende der großen Haltemanschette 320. Eine Verbesserung dieses konventionellen Bremsenaufbaus besteht darin, eine schwimmende Seilöse 70 vorzusehen, die zum hinteren Innendurchmesser 300 der Hüllenanschlagmuffe 290 passt, wie in 3A als Teil eines Fahrradseilführungssystems gezeigt ist. Die schwimmende Seilöse 70 besteht aus einer axial und radial steifen Röhre 348 aus einem geeigneten Material, beispielsweise einem Metall wie Aluminium oder Edelstahl oder aus einem außerordentlich steifen thermoplastischen Kunststoff. Wie hier verwendet, bedeutet axial und radial steif, dass die Röhre 348 eine ausreichende Steifigkeit hat, dass sie sich um ihre Längsachse bei Aufbringung von Zug auf das in der Röhre 348 verlaufende Seil 40 innerhalb üblicher Betriebsbereiche nicht ausbaucht. In der bevorzugten Ausführungsform hat die Röhre 348 einen zylindrischen Standardquerschnitt (siehe 3C), obgleich andere Querschnitte auch nützlich oder gewünscht sein können. Der Außendurchmesser ist vorzugsweise der gleiche wie der einer Standardseilhülle 44, so dass es in ein hinteres Ende der Seilanschlagmuffe 290 in der gleichen Weise passen kann, wie die in 12 gezeigte Hülle 44. Dieses bildet einen axial festgelegten Anschluss für die Röhre 348. Eine Verbindungsmuffe 350 verbindet die Röhre 348 mit einer üblichen Seilhülle 44. Die übliche Seilhülle ist so gestaltet, dass sie sich auf ihrer Länge biegen kann, aber eine feste Länge beibehält. Diese Kombination bildet einen weiteren axial festgelegten Anschluss für die Röhre 348. Die konventionelle Seilhülle erlaubt es, das Seil so zu biegen, wie es erforderlich sein kann, um das Seil an einem Bremshebel anzubringen. Ein signifikanter Vorteil der schwimmenden Seilöse 70 besteht darin, dass wenn sie eine übliche Seilhülle ersetzt, sie einen geraden Weg für das Seil im Innern mit minimaler oder keiner Berührung mit dem Innendurchmesser der Röhre schafft. Über praktisch die kürzesten Längen baucht sich die axial flexible Seilhülle radial um die Längsachse bei Einwirkung selbst kleinsten Zuges auf das Seil und entsprechender Kompression der Seilhülle darin aus. Eine Beseitigung dieses Ausbauchens vermindert weiter die Berührung des Seils mit dem Innendurchmesser der Röhre und dient der weiteren Minimierung von Reibung am Seil. Die schwimmende Seilöse kann immer dort Einsatz finden, wo ein gerader Längenabschnitt des Seils vorhanden ist, unabhängig von festen Seilösen am Fahrradrahmen. Sie bildet auch eine Schutzsperre für das Seil, gerade so, wie eine übliche Seilhülle, jedoch mit geringerem Gewicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform, die in 3B dargestellt ist, ist ein kleiner Längenabschnitt einer konventionellen Hülle 352 zwischen der Röhre 348 und der Hüllanschlagmuffe 290 angeordnet und ist mit der Röhre 348 durch eine Verbindungsmuffe 354 verbunden, um einen festen Verbinder zu bilden. Die Übergangshülle 352 ist vorteilhaft, weil sie sich seitlich im Falle eines seitlichen Stoßes auf die Röhre verbiegt und dadurch das Risiko einer Verbiegung der Röhre 348 minimiert, die ihr Betriebsverhalten in gewissem Maße beeinträchtigen würde und sogar zu einer unerwünschten Ausbauchung der Röhre 348 führen könnte. Vorzugsweise hat die Übergangshülle 352 eine Länge, die sich unter der Einwirkung von Betriebsspannungen auf das Seil nicht radial ausbaucht, sondern noch immer ausreichende Flexibilität hat, um die Röhre 348 zu schützen. Alternativ könnte, falls erforderlich, die Übergangshülle 352 lang genug sein, um das Seil zu biegen, wie es erforderlich ist, um das Seil zur Seilzuführung ordnungsgemäß zu leiten. Oder eine Vorrichtung, wie das ROLLAMAJIG, hergestellt von Avid, L. L. L, aus Englewood, Colorado, US-Patent Nr. 5 624 334 , könnte anstelle der Übergangshülle eingesetzt werden, um Reibung zu minimieren, wo eine Biegung notwendig ist, um das Seil zu führen.
Für den Fachmann sollte klar sein, dass eine schwimmende Seilöse 70 an jeder betätigten Fahrradkomponente eingesetzt werden könnte, einschließlich Cantilever-Bremsen, Zangenbremsen, Seitenzug-Zangenbremsen und Kettenumwerfern.
Die ersten und zweiten Bremsklotzanordnungen 72, 74 sind so gestaltet, dass sie aus dem Bremssattelgehäuse herausgenommen werden können, wenn dem Bremssattelgehäuse zwischen den Bremsklotzanordnungen keine Bremsscheibe wirkungsmäßig zugeordnet ist. In 16A ist eine Haltekonstruktion für die ersten und zweiten Bremsklotzanordnungen 72, 74 dargestellt. Das Bremssattelgehäuse hat einen Hohlraum 360, der zur Aufnahme der Bremsscheibe 14 gestaltet ist. Der Hohlraum 360 hat eine Mündung 362 an einem vorderen Ende und hat ein Paar einander gegenüberliegender Vertiefungen 364 (von denen eine in 16A gezeigt). Die Vertiefungen 364 sind so gestaltet, dass sie die Stützplatten 76, 78 der Bremsklotzanordnungen 72, 74 auf einander gegenüberliegenden Seiten der Bremsscheibe aufnehmen, so dass die Reibungsbremsklötze 84 mit der Bremsscheibe in und außer Eingriff gebracht werden können, indem eine Betätigungs- oder Antriebsvorrichtung längs einer Vorschubachse 355 in einer Weise betätigt wird, die unten in größerem Detail beschrieben wird. An einem vorderen Ende 368 der Bremsklotzanordnung 72 ist eine Haltelasche 370 aus einem Paar sich erstreckender Zapfen 372, 374 ausgebildet, die sich entgegengesetzt erstreckende Vorsprünge 376 haben. Gemäß 16B befindet sich innerhalb des Hohlraums 360 gegenüber der Mündung 362 eine Halteclipaufnahme 378, die sich in den Hohlraum 360 öffnet. Eingriffsflansche 380 erstrecken sich von gegenüberliegenden Seitenwänden der Halteclipaufnahme. Ein Bremsklotzhalteclip 85 ist in 16A in der Halteclipaufnahme 378 installiert dargestellt. Der Bremsklotzhalteclip 85 hat eine Basis 382 mit einem Paar sich erstreckender Seitenwände oder Laschen 384, 386 mit einem Haltevorsprung 388 nahe dem fernen Ende einer jeden nach innen vorstehenden Lasche. Nahe der Basis 382 erstrecken sich mehrere Haltevorsprünge 390 seitlich von den Seitenwänden oder Laschen 384, 386. Wie in 16B gezeigt, sind diese Haltevorsprünge 390 so gestaltet, dass mit den Eingriffsflanschen 380 verrasten, um den Bremsklotzhalteclip 85 innerhalb der Halteclipaufnahme 378 zu verriegeln.
Wir kommen auf 16A zurück. Die Bremsklotzanordnung 72 wird installiert, indem der Griff 392 ergriffen wird und der vordere Rand 368 in die Mündung 362 längs der Eingriffsachse 394 vorgeschoben und die Haltefahne 370 mit dem Bremsklotzhalteclip 85 ausgerichtet wird und weiterhin die Bremsklotzanordnung vorgeschoben wird, und weiterhin die Bremsklotzanordnung vorgeschoben wird, so dass die Vorsprünge 370 mit den Haltevertiefungen 388 in Eingriff gelangen. Der Bremsklotz kann dann in die Aufnahme 364 längs der Vorschubachse 366 geschoben werden, um die Bremsklotzanordnung in der Vertiefung 364 anzuordnen, wie in 18 zu sehen. Wenn sie auf diese Weise aufgenommen ist, halten die Wände der Vertiefung 364 die Bremsklotzanordnung gegen Bewegung quer zur Vorschubachse 366 fest, wenn eine rotierende Bremsscheibe von ihr beaufschlagt wird. Wie am besten in 5 zu sehen, sollte angemerkt werden, dass der axiale Zapfen 94 des entsprechenden inneren oder äußeren Drückfußes 86, 134 in der Aufnahme 81 und der hinteren Oberfläche 80 der Stützplatten aufgenommen ist, so dass dadurch ein Herausgleiten der Bremsklotzanordnung aus der Mündung 362 des Hohlraums 360 verhindert ist, wenn der Bremsklotz, wie in 18 gezeigt, eingesetzt ist. Diese Verbindung ist auch die primäre Halterung gegen ein Lösen längs der Betätigungsachse, wenn die Bremsklotzanordnung vom Betätigungsmechanismus vorgeschoben und zurückgezogen wird. Der Magnet 88 oder 88' hält die Stützplatte in Anlage an dem betreffenden Drückfuß 86, 134, um den Eingriff zwischen dem axialen Zapfen 94 und der Aufnahme 81 aufrechtzuerhalten. Wenn die Bremsklötze längs der Vorschubachse nach vorne bewegt werden, bestimmen die zusammenwirkenden Eingriffsflansche 380 des Bremsklotzhalteclips und die Vorsprünge 376 der Bremsklotzhaltefahne eine Bahn, die die Bewegung längs der Vorschubachse nach vorn und zurück erleichtert. Die Bremsklotzclipse können leicht aus der Öffnung entfernt werden, indem sie manuell einfach nach innen längs der Vorschubachse geschoben werden, um die Aufnahme 81 außer Eingriff mit dem axialen Zapfen 94 zu bringen, woraufhin die Eingriffsflansche 380 aus dem Eingriff mit den Vorsprüngen 376 geschnappt werden können. Wie in den 16A und 16B gezeigt, hat der Griff 392 gerade Ränder. Um das Ergreifen zu erleichtern, kann der Griff, wie in den 17A bis 17C gezeigt, modifiziert werden. In 17A hat der Griff eine hintere Vergrößerung 395. In 17B hat der Griff Rillen 396. In 17C hat der Griff Rändelungen oder Höcker 397. Alle Griffverbesserungskonstruktionen kann der Fachmann ebenfalls ins Auge fassen.
Der Betrieb des Antriebsmechanismus des Bremssattels 10 der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager wird am besten durch die Bezugnahme auf die 1, 5, 6 und 7 verständlich. Bei Betätigung des Hebelarms 32 durch einen auf das Seil 40 einwirkenden Zug dreht der Hebelarm um die Schwenkachse 46 in der Richtung des Pfeiles 48. Dieses wiederum ruft eine Drehung des Antriebsnocken 158 um diese selbe Achse hervor. Wenn der Antriebsnocken 158 dreht, bewirken die Lagerkugeln 176, dass der Antriebsnocken sich innerhalb des äußeren Zylinders 128 nach vorn bewegt, was wiederum die Fußschraube 148 nach vorn bewegt, die mit dem Antriebsnocken verschraubt ist. Die Vorderfläche 150 der Fußschraube 148 wiederum bewegt die Lagerkugel 146 und den äußeren Drückfuß 134 nach vorn, um den Bremsklotz 84 der äußeren Bremsklotzanordnung 72 mit der Bremsscheibe in Berührung zu bringen. Ein weiteres Vorschieben verbiegt die Bremsscheibe 14 in Berührung mit dem Bremsklotz 84 der äußeren Bremsklotzanordnung 74, wie in 7 gezeigt. Nimmt man den Zug vom Seil, wird der Hebelarm in seine Ruhestellung durch die Rückstellfeder 228 zurückgedrückt, und die Bremsklötze werden außer Berührung mit der Bremsscheibe gebracht, um die in 5 gezeigte Stellung wieder einzunehmen.
10 zeigt, dass wenn sich der Hebelarm 32 in seiner Ruhestellung befindet, das Seil sich zwischen der Seilklemme 38 und der Seilzuführung 42 unter einem leichten Winkel erstreckt. Wenn der Hebelarm 32 um die Schwenkachse in Richtung des Pfeiles 48 gedreht wird, um die Bremsklötze in Anlage an die Bremsscheibe zu bringen, bewegt sich der Hebelarm axial längs der Vorschubachse mit der äußeren Bremsklotzanordnung 72 nach vorn, so dass dieser kleine Winkel beseitigt wird, wie in 11 zu sehen ist. Somit ist es wünschenswert, dass die axial flache, in Umfangsrichtung bogenförmige Seilführungsfläche 332 in axialer Richtung breit genug ist, um die axiale Bewegung des Hebelarms 32 aufzunehmen. Wenn sich die Bremsklötze abnutzen, kann es notwendig oder wünschenswert sein, den Drückfuß innerhalb der inneren oder äußern Zylinder vorzuschieben, um den ursprünglichen Abstand zwischen den Bremsklötzen und der Bremsscheibe aufrechtzuerhalten. Die vorliegende Erfindung gibt eine Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung an, die einen solchen Vorschub (oder Zurückziehung) durch Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindungen zwischen den Knöpfen 106, 264 und den entsprechenden Drückfüßen 86, 134 und zugehörigen Bremsklötzen ermöglicht.
Wie oben beschrieben, enthält der Bremsklotzabnützungskompensator einen inneren Drückfuß oder inneren Indikator 86, der mit der Seitenwand des inneren Zylinders verschraubt ist. Eine Drehung des inneren Knopfes 106 im Uhrzeigersinn schiebt den Drückfuß innerhalb des Zylinders und daher die Bremsklotzanordnung längs der Vorschubachse nach vorn, wie in 6 dargestellt. Wenn der Drückfuß vorgeschoben wird, wird auch das hintere Ende oder der Indikatorfinger 96, der sich in dem Axialloch 110 des inneren Knopfes 106 befindet, nach vorn geschoben, so dass sowohl eine visuelle als auch taktile Anzeige des Umfangs geliefert wird, um den sich der Drückfuß innerhalb des Innenzylinders nach vorne geschoben hat. Außerdem greifen die radial nach außen vorstehenden Vorsprünge 124 des inneren Rastfederclips 116 in die gleichmäßig in Umfangsrichtung beabstandete Riefen 126 im Innendurchmesser des Flansches 125 ein, um eine taktile Anzeige der Bewegung des Knopfes zu liefern. Die Riefen 126 und die radial nach außen vorstehenden Vorsprünge 124 sind so beabstandet, dass jeder Rastvorgang zwischen den Vorsprüngen und den Riefen eine gleichförmige lineare Vorschubdistanz des Bremsklotzes gegen die Bremsscheibe anzeigt. In der bevorzugten Ausführungsform entspricht jeder taktile Klick 1/16 einer vollen Drehung und 1/16 eines Millimeters Bremsklotzvorschub. Die innere Bremsklotzanordnung wird durch Drehen des inneren Knopfes entgegen dem Uhrzeigersinn zurückgezogen.
Die äußere Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung 153 beruht auf einer vergleichbaren Drehung in Linearbewegung umsetzenden Verbindung wie der innere Bremsklotzkompensator 73, ist jedoch ein wenig komplizierter. Eine Drehung des äußeren Knopfes 264 im Uhrzeigersinn ruft ihrerseits eine Drehung der Indikatorfußschraube 148 im Uhrzeigersinn hervor. Diese Drehung bewegt durch Gewindeeingriff die Indikatorfußschraube 148 gegenüber dem Antriebsnocken 158 nach vorn, der wiederum die Lagerkugel 146, den äußeren Drückfuß 134 und die zugehörige erste Bremsklotzanordnung 72 nach vorn bewegt. Der äußere Drückfuß ist in 6 in seiner vorgeschobenen Stellung dargestellt. Es sei angemerkt, dass die Schlitzscheibe 141, die in der Ringnut 140 sitzt, eine Reibung zwischen dem äußeren Drückfuß und dem festen Nocken hervorruft, um zu verhindern, dass der äußere Drückfuß einfach aus dem äußeren Zylinder heraus gleitet. Wie beim inneren Knopf bietet auch der äußere Knopf eine taktile Anzeige der Drehung entsprechend einem gewählten linearen Vorschub. Dieses wird die nach innen vorstehenden Vorsprünge 278 geschaffen, die in die Rastriefen 258 der Beilagscheibe 256 größeren Außendurchmessers eingreifen. Außerdem kann, wie oben beschrieben, das Vorschieben der Indikatorfußschraube 148 und daher des äußeren Drückfußes 164 visuell beobachtet und auch gefühlt werden, indem festgestellt wird, wie weit das hintere Ende 156 der Indikatorfußschraube 148 sich gegenüber der Außenfläche des äußeren Knopfes 264 innerhalb des axialen Loches 268 nach vorn bewegt. Um den Bremsklotz zurückzuziehen, wird der äußere Knopf entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um die Indikatorfußschraube 148 zurückzuziehen, und der Antriebsmechanismus wird betätigt, um die Bremsscheibe einzuquetschen, was wiederum die äußere Bremsklotzanordnung 72 und den äußeren Drückfuß 134 zurückzieht, indem sie in Anlage mit der zurückgezogenen Fußschraube 148 gebracht werden.
Die Bremsklotzabnutzungs-Kompensationsvorrichtung ermöglicht nicht nur ein bequemes Vorschieben der Bremsklotzanordnungen, wenn sich die Bremsklötze abnutzen, sondern die Konstruktion liefert auch einen schnellen und bequemen Weg, das Bremssattelgehäuse 18 gegenüber einer Bremsscheibe 14 richtig auszurichten. Dieses kann ausgeführt werden, indem die Montageschrauben 28 gelöst und dann die Bremsklotzanordnung mit der Bremsscheibe in Berührung gebracht werden, indem die inneren und äußeren Bremsklotzabnutzungskompensatoren 73, 153 benutzt werden. Wenn die Bremsscheibe zwischen den Bremsklötzen eingequetscht ist, ermöglicht die Montagekonstruktion mit den Langloch-Montagefüßen 20, 22 und den konkaven und konvexen Beilagscheiben 30 eine präzise Ausrichtung des Bremssattelgehäuses, um die vorderen Bremsklotzoberflächen parallel zur Bremsscheibe zu halten. Das Festziehen der Montageschrauben 28, 30 sichert dann diese präzise Ausrichtung. Weil beispielsweise die innere Bremsklotzanordnung stationär ist, ist es im Allgemeinen bevorzugt, einen sehr kleinen Zwischenraum zwischen dem inneren Bremsklotz und der Bremsscheibe und einen größeren Zwischenraum zwischen dem beweglichen äußeren Bremsklotz und der Bremsscheibe vorzusehen. Diese Einstellung kann erreicht werden, indem man mit den längs der Vorschubachse in den Hohlraum 360 voll zurückgezogenen Bremsklötzen anfängt, wie in 5 gezeigt, und dann die innere Bremsklotzanordnung unter Verwendung des inneren Knopfes um eine kurze Distanz vorschiebt, während der dem äußeren Knopf zugehörige Bremsklotz um eine größere Distanz in Berührung mit der Bremsscheibe vorgeschoben wird. Die Montageschrauben werden dann festgezogen, und die Knöpfe werden gedreht, um die Bremsklotzanordnungen zurückzuziehen, um den gewünschten Betriebsspalt mit der Bremsscheibe zu erreichen.
Während dieses den Vorgang der ordnungsgemäßen Ausrichtung des Bremssattelgehäuses und der Bremsklötze während des Einstellens zu Anfang sehr vereinfacht, bietet die Bremsklotzvorschubkonstruktion in Kombination mit dem Bremssattelgehäusemontagesystem auch eine vereinfachte Reparaturmöglichkeit. Wenn beispielsweise ein Benutzer einen Unfall hat, und eine der Befestigungskonsolen verbogen ist, kann der Benutzer die Montageschrauben 28 lösen, die verbogene Befestigungskonsole durch Visierung mit dem Auge bestmöglich zurück biegen und dann das Bremssattelgehäuse mit den parallel zur Bremsscheibe ordnungsgemäß ausgerichteten Bremsklötzen wieder in Position bringen, indem einfach die im vorangehenden Absatz beschriebenen Schritte wiederholt werden.
Es wird nun auf 6 Bezug genommen. Wenn im Betrieb die Bremsklötze veranlasst werden, die Bremsscheibe zwischen sich zusammenzudrücken, wird auf das Gehäuse nahe den inneren und äußeren Zylindern eine hohe Zugkraft aufgebracht, die durch den Pfeil 398 dargestellt ist. Dieses kann auf das Gehäuse eine enorm große Belastung aufprägen und kann sogar zur Folge haben, dass das Gehäuse zerbricht. Dieses Problem besteht vor allem, wenn das Gehäuse aus einem Leichtmetall relativ geringer Zugfestigkeit gegossen ist, wie beispielsweise Aluminium. Um diesem Problem zu begegnen, hat das Gehäuse der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager zwei Gewindebohrungen 400, 402, die sich über die Breite des Gehäuses auf gegenüberliegenden Seiten der Schwenk- oder Vorschubachse 46 erstrecken. Gemäß 8 sind Stahlschrauben 404 in jede Gewindebohrung 400, 402 eingeschraubt und so festgezogen, dass sie das Bremssattelgehäuse vorspannen. Vorzugsweise ist nur ein Teil der Bohrung gegenüber dem Schraubenkopf mit Gewinde versehen, wobei der Rest der Bohrung eine solche mit Zwischenraum ist. Die Druckkraft ist durch Pfeile 399 dargestellt. Die Schrauben werden vorzugsweise so festgezogen, dass sie eine Druckkraft von etwa 454,55 bis 636,36 kg (1.000 bis 1.400 Pfund) aufbringen. Dieses vermeidet nicht nur ein Zerbrechen und einen Ausfall des Gehäuses, sondern eliminiert praktisch auch jede Verbiegung des Gehäuses, die die Bremskraft vermindern oder das Gehäuse ermüden könnte.
Der Bremssattel 10 der mechanischen Scheibenbremse mit Kugellager enthält auch einen Mechanismus zum Einstellen der Rückstellkraft am Hebel 32, die durch die Rückstellfeder 228 aufgebracht wird. Gemäß 9 ist eine Einstellschraube 410 in einer Gewindebohrung 412 im Gehäuse eingeschraubt, die den äußeren Zylinder durchbricht, wobei die Achse der Bohrung 412 auf die Anlagefläche 224 der Federspannungs-Vorspannplatte 220 ausgerichtet ist. Wenn die Einstellschraube 410 innerhalb der Gewindebohrung 412 nach vorn geschraubt wird, dreht sich die Federspannungs-Vorspannplatte 220 um den zylindrischen Körper 180 des festen Nocken 178, um die Spannung an der Feder zu vergrößern. Ein Drehen der Einstellschraube 410, um sie aus der Bohrung zurückzuziehen, verursacht eine Drehung der Federspannungs-Vorspannplatte 220, die die Spannung an der Feder 228 vermindert. Wie in 9 zu sehen ist, arbeitet der Federspannungs-Begrenzungsschlitz 222 mit dem Federspannungs-Begrenzungsanschlag 186 des festen Nockens 178 zusammen, um die Drehung der Federspannungs-Vorspannplatte 220 und damit den Bereich der auf den Hebelarm 32 einwirkenden Rückstellkraft zu begrenzen.
30 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten alternativen Ausführungsform des Mechanismus zum Einstellen der Rückstellkraft am Hebelarm 32, die durch die Rückstellfeder 228 aufgebracht wird. Gemäß 31, die eine Explosionsdarstellung von 30 ist, hat eine Federspannungs-Vorspannplatte 500, wie die Federspannungs-Vorspannplatte 220, eine einer Beilagscheibe ähnliche Gestalt. Die Federspannungs-Vorspannplatte 500 enthält einen sich radial erstreckenden Anschlag 502 und ein Loch 504, das zur Aufnahme eines sich axial erstreckenden Endes 230 der Rückstellfeder 228 gestaltet ist. Der Innendurchmesser 506 der Rückstellfeder-Vorspannplatte 500 ist so dimensioniert, dass sie den vorderen Flansch 24 des Hebelarms 32 aufnimmt. Dieses ist am besten in der zusammengesetzten Darstellung von 30 zu sehen. Der Hebelarm 32 enthält weiterhin eine Gewindebohrung 508 in radialem Abstand von der Schwenkachse 510 des Hebelarms 32. Eine einstellbare Schraube 512 ist in die Gewindebohrung 508 eingeschraubt. Die Feder 228 hat eine Federachse, und die Federspannungs-Vorspannplatte 500 hat eine Achse, die mit der Schwenkachse 510 koaxial ist. Der Antriebsnocken 158 ist in der Rückstellfeder 228 in der gleichen Weise, wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform aufgenommen, ist jedoch zur Klarheit in den 30 und 31 weggelassen worden. Das sich axial erstreckende Ende 232 sitzt in einer Bohrung, die gegenüber dem schwenkenden Hebelarm 32 fest ist, der Teil des festen Nocken 178, des Sperrrings 204 oder des Bremssattelgehäuses 18 sein kann. Beispielsweise ist in 31 ein Teil des Sperrrings 204 mit einer geeigneten Bohrung 513 gezeigt. Das Ende 230 dreht mit Hebelarm beim Schwenken des Hebels. Das Ende 230 kann gegenüber dem Ende 232 um die Federachse bewegt werden, indem die Schraube 512 gedreht wird, um sie vorzuschieben oder zurückzuziehen, unabhängig vom Schwenken des Hebelarms. Das Nach-vorn-Schrauben der Schraube 512 vergrößert die Spannung und daher die Rückstellkraft, die von der Rückstellfeder 228 am Hebelarm 32 aufgebracht wird, und ein Zurückdrehen der Schraube 512 vermindert die auf den Hebelarm 32 einwirkende Rückstellkraft. Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform, die in den 30 und 31 gezeigt sind, besteht darin, dass die Einstellschraube 512 in einer Bohrung aufgenommen ist und der Hebelarm 32 und die Federspannungs-Vorspannplatte 500 von dem Hebelarm 32 aufgenommen sind, während in der ersten Ausführungsform die Federspannungs-Vorspannplatte 220 den festen Nocken 178 aufnimmt und die Rückstellfeder 228 am Hebelarm 32 fest angebracht ist.
Eine dritte alternative Ausführungsform eines Mechanismus zum Einstellen der Rückstellkraft am Hebelarm 32, die von der Rückstellfeder 228 aufgebracht wird, ist in den 32 und 33 dargestellt. 32 zeigt den Rückstellkraft-Einstellmechanismus in einer zusammengebauten Ansicht, und 33 ist eine Explosionsdarstellung. Die Federspannungs-Vorspannplatte 520 enthält einen mit Innengewinde versehenen Zylinder 522, der radial von dem beilagscheibenförmigen Körper der Federspannungs-Vorspannplatte 520 vorsteht. Wie bei der in 30 gezeigten zweiten Ausführungsform hat die Federspannungs-Vorspannplatte 520 einen Innendurchmesser 524, der so bemessen ist, dass er den Vorderflansch 24 des Hebelarms 32 aufnimmt. Das sich axial erstreckende Ende 230 der Rückstellfeder 228 sitzt in einem Loch 526 der Rückstellfeder-Vorspannplatte. Das andere sich axial erstreckende Ende 232 ist wie bei der zweiten Ausführungsform von 30 in einem Loch im festen Nocken 178, im Sperrring 204 oder dem Bremssattelgehäuse 18 aufgenommen, was aus Klarheitsgründen nicht gezeigt worden ist. Wieder Bezug nehmend auf 32 ist die Einstellschraube 512 längs der Schraubenachse in den mit Innengewinde versehenen Zylinder 522 eingeschraubt. Das vordere Ende der Schraube 512 stößt axial an einem Anschlag 528 am Hebelarm 32 an. Wenn im Betrieb die Schraube 512 im Uhrzeigersinn gedreht wird (wie in 32 gesehen), dann nimmt auf die Rückstellfeder 520 einwirkende Rückstellkraft zu und wenn die Schraube entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, nimmt die auf die Rückstellfeder 520 einwirkende Rückstellkraft ab. Das Ende der Feder 230 ist mit der Drehung des Hebelarms um die Schwenkachse drehbar, und das Ende 232 ist gegen Drehung relativ zum Hebelarm festgelegt.
In jeder der ersten, zweiten und dritten Ausführungsformen eines Mechanismus zum Einstellen der Rückstellkraft am Hebelarm werden die Enden der Feder gegeneinander um die Federachse bewegt, unabhängig von der Bewegung des Hebelarms. Die Schraube erlaubt es, die auf die Feder einwirkende Rückstellkraft stufenlos einzustellen, indem die Schraube in einem gewählten Umfang gedreht wird. Die Einstellbarkeit der Rückstellfeder ist innerhalb eines definierten Bereiches begrenzt. In den zweiten und dritten Ausführungsformen ist, wie dargestellt, dieser definierte Bereich durch die Länge der Schraube 512 begrenzt. In der in 9 gezeigten ersten Ausführungsform ist der definierte Bereich der Rückstellkraft durch den Federspannungs-Begrenzungsschlitz 222 und den Federspannungs-Begrenzungsanschlag 186 begrenzt. Augenscheinlich könnte eine ähnliche Konstruktion auch in die zweiten oder dritten Ausführungsformen eingeschlossen werden. Sobald eine gewählte Spannung durch Drehen der Schraube erreicht ist, werden die ersten und zweiten Enden der Feder gegeneinander in der gewählten Drehstellung festgelegt, um die gewünschte Rückstellkraft aufzubringen.
Es könnte nützlich oder erwünscht sein, einen Kugelabstandshalter zwischen dem Antriebsnocken 158 und dem festen Nocken 178 vorzusehen, um die Lagerkugeln 176 innerhalb der länglichen, mit Schrägflächen versehenen Rillen 162, 200 in gleichmäßigen Abständen zu halten. Wenn ein solcher Kugelabstandshalter verwendet werden soll, ist eine Ausführungsform einer Gestaltung für einen solchen Kugelabstandshalter in den 25 und 26 dargestellt. Der Kugelabstandshalter (Kugelkäfig) 420 könnte aus einem einfachen, gestanzten Blechmaterial bestehen, bestehend aus einem Ringkörper 422 mit sich nach innen erstreckenden radialen Laschenpaaren 424, die so beabstandet sind, dass der gewünschte Abstand der Lagerkugeln erreicht wird. Die radialen Laschen 424 können rund gebogen sein, wie in 25 dargestellt, um eine Kugelaufnahmefassung 426 zu bilden. Die Laschen 424 eines jeden Paares sind in Umfangsrichtung beabstandet, so dass eine Lagerkugel 176 mit Rastung dazwischen eingesetzt werden kann, wie in 26 gezeigt. Die 27 und 28 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Kugelabstandshalters, der aus Kunststoff gespritzt ist. Kerben 427 in einem Ring 428 sind so dimensioniert, dass die Lagerkugeln 176 darin einrasten. Der Ring ist dick genug und die Innenseiten der Kerben sind leicht konkav (siehe 429 in 27), um die Lagerkugeln um eine Achse zu sichern, wie in 28 gezeigt. Jede Ausführungsform eines Kugelabstandshalters hält die Lagerkugeln 176 um eine Achse fest und stellt auf diese Weise sicher, dass die Lagerkugeln 176 gleiche radiale Abstände haben, und sie stellt ferner sicher, dass die Lagerkugeln den gleichen Abstand zwischen den Oberflächen von Antriebsnocken und festem Nocken haben.
Die mit Schrägflächen versehene Rillenstruktur des festen Nocken und des Antriebsnocken nach den 4A und 4B ist für die meisten Anwendungen nützlich, sie begrenzt jedoch den Umfang, um den der Hebelarm gedreht werden kann, auf leicht weniger als 120°. Eine alternative Rampenstruktur ist in 29 gezeigt. Wie aus 29 zu erkennen, verlaufen die Rampen 430 spiralförmig nach innen, wenn sie gegen die Vorderfläche 429 nach oben verlaufen. Mit solchen entsprechenden Strukturen in der Vorderfläche des festen Nocken und des Antriebsnocken können die mit Schrägflächen versehenen Rillen 430 eine sehr viel größere Länge und eine viel geringere Neigung haben. Dieses ermöglicht es dem zugehörigen Hebelarm 32, um sehr viel mehr als 120° zu drehen, und dem inneren Bremsklotz, linear mit geringerer Rate sich nach vorn zu bewegen, wenn der Hebelarm 32 geschwenkt wird.
Der äußere Knopf ist in perspektivischer Ansicht in 19 gezeigt. Der äußere Knopf hat einen länglichen Schlitz 440, der einer jeden sich axial nach innen erstreckenden Fahne 270 entspricht. Gemäß 20 liegt über jedem länglichen Schlitz 440 ein entsprechender Vorsprung 272. Die Löcher 440 werden beim Spritzen des äußeren Knopfes 264 durch einen Dorn ausgebildet, der den Raum einnimmt, der das Loch 440 bestimmt, wobei das vordere Ende des Dorn zu der Ausbildung der Hinterscheidung des Vorsprungs beiträgt. Auf diese Weise werden die Hinterschneidungen am Knopf erzeugt, während es noch immer möglich bleibt, den Knopf in einem einzigen Schritt durch Spritzformung herzustellen. Gemäß den 21 und 22 hat der innere Knopf 106 in ähnlicher Weise längliche Schlitze 442, die wieder sich nach innen axial erstreckenden Fahnen 112 entsprechen. Wie bei dem oben beschriebenen äußeren Knopf liegen die Schlitze über den Vorsprüngen 114 und ermöglichen die Ausbildung der Hinterschneidung an den Vorsprüngen mittels Spritzdornen, wie oben unter Bezugnahme auf den inneren Knopf beschrieben wurde.

Claims

Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse mit einem Bremssattelgehäuse (18), das zur Befestigung an einem Fahrradrahmen (12) ausgelegt ist, einem Paar Bremsklotzanordnungen (72, 74), die von dem Gehäuse (18) aufgenommen und dazu ausgelegt sind, auf einander entgegengesetzen Seiten einer ihnen wirkungsmäßig zugeordneten Scheibe (14) zu liegen, einem Antriebsmechanismus innerhalb des Gehäuses (18), der wenigstens einer der Bremsklotzanordnungen (72, 74) wirkungsmäßig zugeordnet und dazu ausgelegt ist, die wenigstens eine Bremsklotzanordnung (72, 74) gegenüber der Scheibe (14) längs einer Bewegungsachse vorzuschieben und zurückzuziehen, um einen Bremsvorgang auszuführen, einem Einstellknopf (264; 106), der an dem Gehäuse (18) zur Drehung um eine Drehachse angebracht und gegen axiale Bewegung gegenüber dem Gehäuse (18) gesperrt ist; und mit einer Drehung in Linearbewegung umsetzenden Verbindung zwischen einer der Bremsklotzanordnungen (72, 74) und dem Einstellknopf (264; 106), wobei jedes Paar jeweils einen axialen Vorschub der angeschlossenen Bremsklotzanordnung (72, 74) gegenüber dem Gehäuse (18) und der Scheibe (14) bei axialer Drehung des Knopfs (264; 106) in einer Wählrichtung hervorruft, wobei die mechanische Scheibenbremse dadurch gekennzeichnet ist, dass das Bremssattelgehäuse (18) dazu ausgelegt ist, starr an dem Fahrrad-Vordergabelrahmen (12) befestigt zu sein, um eine seitliche Bewegung des Bremssattelgehäuses (18) gegenüber der Scheibe (14) zu verhindern, so dass die Drehung des Einstellknopfs (264; 106) eine Wähldistanz zwischen der angeschlossenen Bremklotzanordnung (72, 74) und der Scheibe (14) festzulegen erlaubt.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse nach Anspruch 1, weiterhin enthaltend: einen Indikator (86), der von außerhalb des Gehäuses (18) optisch beobachtbar ist und der der Drehung in Linearbewegung umsetzenden Verbindung wirkungsmäßig zugeordnet ist, um sich mit der angeschlossenen Bremsklotzanordnung (72, 74) vorzuschieben, wenn der Einstellknopf (106) in der Wählrichtung gedreht wird.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse nach Anspruch 2, bei der die Drehachse und die Vorschubachse gleich sind und der sichtbare Indikator (86) sich in ein Loch im Einstellknopf (264; 106) längs der Drehachse erstreckt.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse nach Anspruch 2 oder 3, bei der die Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung einen Indikator (86) aufweist, der einen vorderen Abschnitt innerhalb des Gehäuses (18) und einen sich in das Loch in dem Einstellknopf (264; 106) längs der Drehachse hinein erstreckenden hinteren Abschnitt hat, wobei der hintere Abschnitt und das Loch dazu ausgelegt sind, eine axiale Bewegung des Indikators (86) gegenüber dem Einstellknopf (264; 106) zu ermöglichen, jedoch eine radiale Bewegung des Indikators (86) gegenüber dem Einstellknopf (264; 106) zu verhindern, so dass der Indikator (86) um die Drehachse gedreht wird, wenn der Einstellknopf (264; 106) um die Drehachse gedreht wird.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der die Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung weiterhin Gewindegänge auf dem vorderen Abschnitt des Indikators (86) aufweist, die in komplementäre Gewindegänge im Gehäuse (18) eingreifen, die gegen radiale Bewegung gegenüber dem Indikator (86) gesichert und gegen Bewegung längs der Vorschubachse gegenüber der angeschlossenen Bremsklotzanordnung (72, 74) festgelegt sind, wodurch der Indikator (86) längs der Vorschubachse gegenüber dem Gehäuse (18) vorgeschoben wird, wenn der Einstellknopf (264; 106) in der Wählrichtung gedreht wird.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse nach Anspruch 5, weiterhin enthaltend Einrichtungen zum Verbinden des Indikators (86) mit der angeschlossenen Bremsklotzanordnung (72, 74), wodurch der Indikator längs der Vorschubachse vorgeschoben wird, wenn die angeschlossene Bremsklotzanordnung (72, 74) vorgeschoben wird.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, weiterhin enthaltend eine Einrichtung, die dem Knopf (264; 106) wirkungsmäßig zugeordnet ist, um eine taktile Anzeige des Vorschubs der angeschlossenen Bremsklotzanordnung (72, 74) längs der Vorschubachse um eine Wählgröße zu liefern, wenn der Einstellknopf (264; 106) in der Wählrichtung gedreht wird.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse nach Anspruch 7, bei der die taktile Anzeigeeinrichtung eine Indexrändelung im Gehäuse (18), die gegen Drehung gegenüber dem Einstellknopf (264; 106) gesichert ist, und komplementäre Vertiefungen aufweist, die dem Einstellknopf (264; 106) wirkungsmäßig zugeordnet sind und die Rändelung aufnehmen, wenn der Knopf (164; 106) gegenüber den Vertiefungen gedreht wird.
Mechanische Fahrrad-Scheibenbremse enthaltend: ein Bremssattelgehäuse (18), das dazu ausgelegt ist, an einem Fahrradrahmen starr befestigt zu werden; ein Paar erste und zweite Bremsklotzanordnungen (72, 74), die in dem Gehäuse (18) aufgenommen und dazu ausgelegt sind, auf einander entgegengesetzten Seiten einer ihnen wirkungsmäßig zugeordneten Scheibe (14) zu liegen; einen Antriebsmechanismus innerhalb des Gehäuses (18), der der ersten Bremsklotzanordnung (72) wirkungsmäßig zugeordnet und dazu ausgelegt ist, die erste Bremsklotzanordnung (72) gegenüber der Scheibe (14) längs einer Bewegungsachse vorzuschieben und zurückzuziehen, um einen Bremsvorgang auszuführen; einen ersten Einstellknopf (264), der an dem Gehäuse (18) zur Drehung um eine erste Drehachse angebracht, jedoch gegen axiale Bewegung gesperrt ist; einen zweiten Einstellknopf (106), der an dem Gehäuse (18) zur Drehung um eine zweite Drehachse angebracht, jedoch gegen axiale Bewegung gesperrt ist; eine erste Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung zwischen der ersten Bremsklotzanordnung (72) und dem ersten Einstellknopf (264), die einen axialen Vorschub der ersten Brems klotzanordnung (72) gegenüber dem Gehäuse (18) und der Scheibe (14) bei axialer Drehung des ersten Einstellknopfs (264) in einer Wählrichtung hervorruft, um eine Wähldistanz zwischen der ersten Bremsklotzanordnung (72) und der Scheibe (14) festzulegen; und eine zweite Drehung in Linearbewegung umsetzende Verbindung zwischen der zweiten Bremsklotzanordnung (74) und dem zweiten Einstellknopf (264), die einen axialen Vorschub der zweiten Bremsklotzanordnung (72) gegenüber dem Gehäuse (18) und der Scheibe (14) bei axialer Drehung des zweiten Einstellknopfs (264) in einer Wählrichtung hervorruft, um eine Wähldistanz zwischen der zweiten Bremsklotzanordnung (72) und der Scheibe (14) festzulegen.
Mechanische Scheibenbremse nach Anspruch 9, weiterhin enthaltend einen Indikator (86), der von außerhalb des Gehäuses (18) optisch beobachtbar ist und der jeder der ersten und zweiten Drehung in Linearbewegung umsetzenden Verbindungen wirkungsmäßig zugeordnet ist, um sich mit den betreffenden angeschlossenen Bremsklotzanordnungen (72, 74) vorzuschieben, wenn die ersten und zweiten Einstellknöpfe (106, 264) in der Wählrichtung gedreht werden.