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Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Fahrradscheibenbremsnabe. Genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Fahrradscheibenbremsnabe, bei welcher der Scheibenbremsrotor auf einen keilverzahnten Bereich des Nabengehäuses montiert ist.
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Fahrradfahren wird zunehmend beliebter als Art der Erholung, genauso wie als Fortbewegungsmittel. Darüber hinaus wurde das Fahrradfahren ein sehr beliebter Wettkampfsport. Egal ob das Fahrradfahren der Erholung, zur Fortbewegung oder für den Wettkampf dient, die Fahrradindustrie arbeitet ständig an der Verbesserung ihrer Komponenten. Eine spezielle Komponente des Fahrrads, welche in den letzten Jahren umfassend überarbeitet wurde, ist das Fahrradbremssystem.
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Es gibt verschiedene Arten von Fahrradbremseinrichtungen, welche gegenwärtig auf dem Markt erhältlich sind. Beispiele einiger Arten üblicher Fahrradbremssysteme umfassen Felgenbremsen, Backenbremsen und Scheibenbremsen. Falls ein Fahrer ein sehr leistungsfähiges Bremssystem wünscht, dann wünscht dieser typischerweise ein Scheibenbremsensystem. Scheibenbremsensysteme stellen eine beträchtliche Bremsleistung im Vergleich zum Betrag der auf den Bremshebel aufgebrachten Bremskraft zur Verfügung. Darüber hinaus weisen Scheibenbremssysteme typischerweise bei jedem Wetter und Fahrbedingungen einen hohen Grad an Kontinuität auf.
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Typischerweise weist eine Bremsscheibenanordnung für ein Fahrrad einen Bremssattel auf, welcher am Fahrradrahmen befestigt ist und in Wirkverbindung mit einem Bremshebel steht und einem Scheibenbremsrotor, welcher fest mit der Nabe des Rades des Fahrrads verbunden ist. Der Scheibenbremsrotor ist auf viele verschiedene Arten mit der Nabe des Rads verbunden. Zum Beispiel ist oft ein Scheibenrotor-Befestigungsflansch vorhanden, um den Scheibenbremsrotor mit der Nabe zu verschrauben. Alternativ hierzu, wie im
US-Patent Nr. 6,206,144 von Dibella gezeigt ist, weist die Nabe eine Keilverbindung auf einer Seite auf, woran ein Lagerteil nicht drehbar montiert ist und mittels eines Sicherungsrings gesichert wird. Ein Problem dieser letzten Methode der Befestigung des Scheibenbremsrotors an der Nabe ist, dass der äußere Sitz so beschädigt werden kann, dass der Sicherungsring nicht mehr daran befestigt werden kann. Ein anderes Problem dieser Art der Befestigungsmethode ist, dass der umlaufende Bremsbefestigungsbereich oft schwierig herzustellen ist und/oder es schwierig ist, den Bremsrotor darauf zu montieren.
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Die französische Patentveröffentlichung
FR 2 752 773 , welche den Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert, offenbart eine Anordnung zur Befestigung des Scheibenbremsrotors an einer Fahrradnabe. Ein Rotorbefestigungsbereich ist an einer Seite des Nabengehäuses angeordnet, welcher eine äußere Fläche aufweist mit einem äußeren Abschnitt einer nicht kreisförmigen Gestalt. Ein Klemmring mit einem äußeren Gewinde kann mit einer kreisförmigen inneren Oberfläche des Bremsrotorbefestigungsbereichs verschraubt werden. Der zentrale Bereich des Scheibenbremsrotors weist einen nicht kreisförmigen Abschnitt auf, dessen Form der nicht kreisförmigen äußeren Oberfläche des Bremsrotorbefestigungsbereichs entspricht.
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Angesichts des Obenstehenden besteht ein Bedarf für eine verbesserte Fahrradscheibenbremsnabe, welche die zuvor beschriebenen Probleme des Stands der Technik behebt. Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Fahrradscheibenbremsnabe zur Verfügung zu stellen, welche relativ zuverlässig und langlebig ist, so dass der Scheibenbremsrotor leicht auf der Nabe installiert werden kann, auch nach umfangreichem Gebrauch.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrradscheibenbremsnabe zur Verfügung zu stellen, welche ein geringes Gewicht aufweist.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrradscheibenbremsnabe zur Verfügung zu stellen, deren Gesamtkonstruktion relativ kompakt ist.
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Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrradnabe zur Verfügung zu stellen, welche relativ günstig in der Herstellung ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrradscheibenbremsnabe zur Verfügung gestellt, wie sie in Anspruch 1 definiert ist. Die Fahrradscheibenbremsnabe umfasst eine Nabenachse, ein Nabengehäuse, einen Bremsrotorbefestigungsabschnitt, einen Klemmring und einen Rotorbefestigungsansatz. Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt weist eine äußere Fläche mit einem äußeren Keilwellenbereich auf und eine kreisförmige innere Fläche mit einem Innengewinde. Der Klemmring weist einen rohrförmigen Mittelabschnitt auf, mit einem Außengewinde und einem Anschlagflansch, welcher sich vom rohrförmigen Mittelabschnitt nach außen erstreckt und somit eine gegenüberliegende Haltefläche in Achsrichtung ausbildet. Das Außengewinde des rohrförmigen Mittelabschnitts passt zum Innengewinde des Bremsrotorbefestigungsabschnitts. Der Rotorbefestigungsansatz ist mit dem Scheibenbremsrotor verbindbar und weist eine innere Keilverzahnung auf, welche geeignet ist, um mit dem äußeren keilverzahnten Abschnitt des Bremsrotorbefestigungsabschnitts ineinander zu greifen.
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Der Bremsrotor weist einen inneren Befestigungsabschnitt auf mit mindestens einer Nut, welche mit einem hervorstehenden Vorsprung des Rotorbefestigungsansatzes zusammenpasst, um eine relative Bewegung dazwischen zu vermeiden.
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Diese und andere Ziele und Vorteile werden sich für denjenigen zeigen, der ein Fachmann auf dem Gebiet der folgenden detaillierten Beschreibung ist, welche in Verbindung mit den anhängenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung offenbart.
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KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
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In Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen, welche einen Teil dieser ursprünglichen Offenbarung ausmachen:
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1 ist eine Seitenansicht eines gebräuchlichen Fahrrades mit einer vorderen und hinteren Scheibenbremsnabe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 ist eine schematische Ansicht der vorderen Scheibenbremsenanordnung, welche an einer vorderen Gabel befestigt ist und ein vorderer Scheibenbremsbetätigungsmechanismus des Fahrrads, welches in 1 gezeigt ist;
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3 ist eine schematische Ansicht der hinteren Scheibenbremsenanordnung, welche mit einer hinteren Gabel verbunden ist und ein hinterer Scheibenbremsbetätigungsmechanismus des in 1 gezeigten Fahrrads;
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4 ist eine perspektivische Explosionsansicht von außen der vorderen Scheibenbremsennabe gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 ist eine perspektivische Explosionsansicht der inneren Seite der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in 4 gezeigt ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6 ist eine Explosionsansicht der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in den 4 und 5 gezeigt ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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7 ist eine Explosionsansicht der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 6 gezeigt ist, wobei der obere Bereich der vorderen Scheibenbremse im Schnitt gezeigt ist;
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8 ist eine Zusammenbauansicht der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 7 gezeigt ist, wobei der obere Bereich der vorderen Scheibenbremse im Schnitt gezeigt ist;
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9 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht der vorderen Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 8 gezeigt ist, mit dem hinteren Scheibenbremsrotor, dem Rotorbefestigungsansatz, wobei der Rotorklemmring entfernt ist;
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10 ist eine perspektivische Ansicht von außen des Rotorbefestigungsansatzes für die vordere Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 9 gezeigt ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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11 ist eine perspektivische Ansicht der inneren Seite des Rotorbefestigungsansatzes, welcher in 10 gezeigt ist, für die vordere Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 9 gezeigt ist;
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12 ist eine Ansicht von innen des Rotorbefestigungsansatzes, welcher in 10 und 11 gezeigt ist, für die vordere Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 9 gezeigt ist;
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13 ist eine Halbschnittansicht des Rotorbefestigungsansatzes, welcher in den 10 bis 12 gezeigt ist, entlang der Schnittlinie 13-13 in 12 gesehen;
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14 ist eine Halbschnittansicht des Rotorbefestigungsansatzes, welcher in den 10 bis 13 gezeigt ist, entlang der Schnittlinie 14-14 in 12 gesehen;
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15 ist eine perspektivische Ansicht der Innenseite des Rotorklemmrings für die vordere Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 9 gezeigt ist, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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16 ist eine perspektivische Ansicht der Außenseite des Rotorklemmrings, welcher in 15 gezeigt ist, für die vordere Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 9 gezeigt ist;
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17 ist eine Ansicht der inneren Seite des Rotorklemmrings, welcher in den 15 und 16 gezeigt ist, für die vordere Scheibenbremsnabe, welche in den 4 bis 9 gezeigt ist;
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18 ist eine Halbschnittansicht des Rotorklemmrings, welcher in den 15 bis 17 gezeigt ist, entlang einer Schnittlinie 18-18 in 17 gesehen;
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19 ist eine Seitenansicht der hinteren Scheibenbremsnabe gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die obere Hälfte der hinteren Scheibenbremsnabe im Schnitt dargestellt ist;
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20 ist eine Ansicht der hinteren Scheibenbremsnabe, welche in 18 gezeigt ist, mit der oberen Hälfte der hinteren Scheibenbremsnabe im Schnitt dargestellt und mit dem hinteren Scheibenbremsenrotor, der Rotorbefestigungsansatz und der Rotorklemmring sind entfernt;
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21 ist eine perspektivische Ansicht von einer der Scheibenbremsenrotoren, wie er von der vorderen und der hinteren Scheibenbremsnabe genutzt wird;
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22 ist eine Ansicht der Seite des Scheibenbremsrotors, welcher in 21 gezeigt ist;
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23 ist eine Konturenansicht des Scheibenbremsrotors, welcher in den 20 und 21 gezeigt ist;
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24 ist eine perspektivische Ansicht der äußeren Seite einer vorderen Scheibenbremsnabe gemäß einer Ausführungsform, welche nicht der Erfindung entspricht.
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25 ist eine Ansicht der inneren Seite einer vorderen Scheibenbremsnabe, wie sie in 24 gezeigt ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eingangs bezugnehmend auf die 1 bis 3 wird ein Fahrrad 10 gezeigt mit vorderen und hinteren Scheibenbremsnaben 12 und 12' gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie weiter unten erläutert wird. Die vordere Scheibenbremsnabe 12 verbindet drehbar ein vorderes Rad 13 mit einer vorderen Gabel eines Rahmens 14, während die hintere Scheibenbremsnabe 12' ein hinteres Rad 13' drehbar mit einem hinteren Abschnitt des Rahmens 14 des Fahrrads 10 verbindet. Der Rahmen 14 umfasst ebenso einen Sitz 17, welcher einstellbar mit dem Rahmen 14 verbunden ist, eine Lenkstange 18, welche mit der vorderen Gabel zum Schwenken des vorderen Rades 13 verbunden ist und eine Antriebseinheit 19, um das Fahrrad 10 anzutreiben.
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Da die meisten der Teile des Fahrrads 10 im Stand der Technik gut bekannt sind, werden die Teile des Fahrrads 10 hier nicht im Detail erläutert oder beschrieben, außer den Teilen, welche zu den vorderen oder hinteren Scheibenbremsnaben 12 und 12' der vorliegenden Erfindung gehören. Darüber hinaus können viele gebräuchliche Fahrradteile, wie beispielsweise Bremsen, Umwerfer, zusätzliche Kettenräder usw., welche hier nicht im Detail gezeigt oder erläutert werden, in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung genutzt werden.
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Wie am besten in den 1 bis 3 zu sehen ist, ist das Fahrrad 10 mit vorderen und hinteren Scheibenbremsanordnungen 20 und 20' ausgerüstet. Die vordere Scheibenbremsanordnung 20 und die hintere Scheibenbremsanordnung 20' sind grundsätzlich identisch, außer den vorderen und hinteren Scheibenbremsnaben 12 und 12'. Anders gesagt nutzen die vordere Scheibenbremsanordnung 20 und die hintere Scheibenbremsanordnung 20' viele gleiche Teile. Die vordere Scheibenbremsanordnung 20 und die hintere Scheibenbremsanordnung 20' umfassen beide einen Bremssattel 21, welcher wirksam mit dem Bremshebel 22 und dem Scheibenbremsrotor 23 verbunden ist. Im Fall der vorderen Scheibenbremsanordnung 20 ist der Scheibenbremsrotor 23 fest mit der vorderen Scheibenbremsnabe 12 des vorderen Rads 13 verbunden. In ähnlicher Weise ist im Fall der hinteren Scheibenbremsanordnung 20' der Scheibenbremsrotor 23 fest mit der hinteren Scheibenbremsnabe 12' des hinteren Rads 13' verbunden.
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Wie in 1 zu sehen ist, weisen die vordere und hintere Scheibenbremsnabe 12 und 12' der vorderen und hinteren Räder 13 und 13' eine Vielzahl von Speichen 24 auf, welche sich davon nach außen erstrecken. Die äußeren Enden der Speichen 24 sind fest mit der Felge 25 verbunden durch Speichennippel (nicht gezeigt). Ein Reifen 26 ist auf der äußeren Fläche auf jeder der Felgen 25 in gebräuchlicher Weise angeordnet.
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Die Scheibenbremsrotoren 23 sind abnehmbar an der vorderen und hinteren Scheibenbremsnabe 12 und 12' befestigt, durch Rotorbefestigungsansätze 28 bzw. Klemmringe 29, wie weiter unten erläutert wird. Die Rotorbefestigungsansätze 28 wirken mit der vorderen und hinteren Scheibenbremsnabe 12 und 12' zusammen, um die Scheibenbremsrotoren 23 ohne Niete oder Schrauben zu sichern.
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Vordere Nabe 12
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Anhand der 4 bis 9 wird die vordere Scheibenbremsnabe 12 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Die vordere Scheibenbremsnabe 12 ist grundsätzlich eine gebräuchliche Nabe, außer der Struktur, welche den Scheibenbremsenrotor 23 daran sichert. Daher werden gebräuchliche Teile der Fahrradscheibenbremsnabe 12' nicht im Detail hier beschrieben oder diskutiert. Die vordere Nabe 12 ist im Wesentlichen identisch mit der hinteren Nabe 12', außer dass die vordere Nabe 12 keinen Freilauf hat.
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Die Fahrradscheibenbremsnabe 12 umfasst im Wesentlichen eine Nabenachse 31, ein Nabengehäuse 32, einen ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a, einen zweiten Speichenbefestigungsabschnitt 33b und einen Bremsrotorbefestigungsbereich 34. Die Fahrradscheibenbremsnabe 12 ist im Grunde eine gebräuchliche Nabe, außer der Gestaltung des Bremsrotorbefestigungsbereichs 34. Daher werden gebräuchliche Teile einer Fahrradscheibenbremsnabe 12 hier nicht im Detail gezeigt oder diskutiert.
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Die Nabenachse 31 umfasst eine Mittelachse O, welche sich in axialer Richtung zwischen einem ersten Achsenende 31a und einem zweiten Achsenende 31b erstreckt. Die Nabenachse 31 umfasst eine zentrale Bohrung 31c, welche so angeordnet ist, dass ein Schnellverschlussmechanismus (nicht gezeigt) an die Nabenachse 31 auf übliche Weise befestigt ist. Die Nabenachse 31 lagert das Nabengehäuse 32 drehbar, durch die erste und zweite Lagerbaugruppe 36a und 36b. Das erste und zweite Ende 31a und 31b der Nabenachse 31 weisen jeweils Gewinde auf, um ein Paar Muttern 39a und 39b aufzunehmen, welche eine axiale Kraft auf das Nabengehäuse 32 und die Lagerbaugruppen 36a und 36b aufbringen.
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Das Nabengehäuse 32 ist ein rohrförmiges Element, welches einen inneren Durchgang 40 aufweist, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Nabengehäuseenden 32a und 32b erstreckt, wobei die Nabenachse 31 in dem inneren Durchgang 40 drehbar gelagert ist. Insbesondere lagern die erste und die zweite Lagerbaugruppe 36a und 36b das Nabengehäuse 32 drehbar auf der Nabenachse 31, um das Nabengehäuse 32 frei in beide Richtungen um die Nabenachse 31 zu drehen. Das Nabengehäuse 32 weist ebenso einen mittleren rohrförmigen Abschnitt 32c auf, welcher sich zwischen den ersten und zweiten Nabengehäuseenden 32a und 32b befindet, welcher einstückig als ein einheitliches Element mit dem mittleren rohrförmigen Abschnitt 32c ausgebildet ist. Die ersten und zweiten Speichenbefestigungsabschnitte 33a und 33b und der Bremsrotorbefestigungsbereich 34 sind einstückig ausgebildet mit dem Nabengehäuse 32 als einheitliches Element. Genauer gesagt weist das erste Nabengehäuseende 32a einen ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a auf und der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist daran einheitlich befestigt, während das zweite Nabengehäuseende 32b den zweiten Speichenbefestigungsabschnitt 33b integral daran befestigt hat.
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Die Lagerbaugruppen 36a und 36b lagern das Nabengehäuse 32 drehbar auf der Nabenachse 31. Da die Lagerbaugruppen 36a und 36b im Stand der Technik wohl bekannt sind, werden sie hier nicht im Detail erläutert oder dargestellt. Die Lagerbaugruppe 36a umfasst grundsätzlich eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen einem inneren Lagerring und einem äußeren Lagerring in üblicher Weise angeordnet sind. Ähnlich umfasst die Lagerbaugruppe 36b grundsätzlich eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen einem inneren Lagerring und einem äußeren Lagerring in üblicher Weise angeordnet sind.
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Der erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a ist vorzugsweise ein kreisringförmiger Speichenflansch, welcher am ersten Nabengehäuse 32a des Nabengehäuses 32 angeordnet ist. Der erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a weist eine Vielzahl erster Speichenlöcher 43a auf. In dieser Ausführungsform sind die ersten Speichenlöcher 43a gleichmäßig voneinander um einen imaginären Kreis herum beabstandet. Die ersten Speichenlöcher 43a sind so gestaltet, dass sie die gebogenen Enden der Speichen 24 aufnehmen. In ähnlicher Weise ist das zweite Nabengehäuseende 32b des Nabengehäuses 32 mit einer Vielzahl von zweiten Speichenlöchern 43b ausgestattet, um die gebogenen Enden der Speichen 24 aufzunehmen. In der dargestellten Ausführungsform sind die zweiten Speichenenden 43b gleichmäßig voneinander um einen imaginären Kreis herum beabstandet, welcher zur Mittelachse O der Nabenachse 31 zentriert ist. Jedes der Speichenlöcher 43b ist auch so gestaltet, dass es eines der gebogenen Enden der Speichen 24 aufnimmt. Demzufolge ist die vordere Nabe 12 so gestaltet, dass die Speichen sich von dort nach außen erstrecken, in allgemein tangentialer Richtung.
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Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist mit dem ersten Nabengehäuseende 32a des Nabengehäuses 32 integral ausgeformt als einstückiges, einheitliches Element. Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist am ersten Nabengehäuseende 32a gegenüber dem ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a angeordnet. Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 ist ein rohrförmiges Element, welches einen rohrförmigen Bereich 34a und einen ringförmigen Anschlagflansch 34b aufweist, welcher sich vom rohrförmigen Bereich 34a in radialer Richtung nach außen erstreckt. Der ringförmige Anschlagflansch 34b ist vom freien Ende des rohrförmigen Bereichs 34a beabstandet. Der rohrförmige Bereich 34a weist eine äußere Fläche mit einem äußeren keilverzahnten Abschnitt 34c und eine ringförmige innere Fläche mit einem Innengewinde 34d auf. Der äußere keilverzahnte Abschnitt 34c weist eine Vielzahl von sich axial erstreckenden externen Keilnuten auf, um drehfest in den Rotorbefestigungsabsatz 28 einzugreifen. Im Innengewinde 34 ist der Klemmring 29 eingeschraubt. Auf diese Weise ist der Scheibenbremsenrotor 23 drehfest auf dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 28 und dem Klemmring 29 gesichert.
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Wie am besten in den 10 bis 14 zu sehen ist, ist der Rotorbefestigungsansatz 28 ein ringförmiges Element, welches einen Basisbereich 28a mit einer zentralen Öffnung 28b aufweist, welche eine Vielzahl von inneren Verzahnungskeilen 28c aufweist, welche mit dem äußeren keilverzahnten Abschnitt 34c des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 zusammenpasst. Auf diese Weise wird eine relative Drehbewegung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 28 und dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 verhindert. Der Rotorbefestigungsansatz 28 weist ebenso einen äußeren Rotorbefestigungsabschnitt 28d auf, welcher sich vom Basisbereich 28a aus erstreckt. Der Basisbereich 28a weist zumindest einen sich axial erstreckenden Vorsprung 28e (vorzugsweise sechs sich axial erstreckende Vorsprünge 28e) auf. Der sich axial erstreckende Vorsprung 28e greift in den Scheibenbremsrotor 23 ein, um eine axiale Relativdrehung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 28 und dem Scheibenbremsrotor 23 zu verhindern. Der Rotorbefestigungsansatz 28 ist vorzugsweise aus einem ersten Werkstoff gebaut, während der Scheibenbremsrotor 23 aus einem zweiten Werkstoff gebaut ist, welcher eine höhere spezifische Schwere aufweist als der erste Werkstoff des Rotorbefestigungsansatzes 28. Der erste Werkstoff des Rotorbefestigungsansatzes 28 ist vorzugsweise Aluminium oder irgendein anderer passender Werkstoff, während der zweite Werkstoff des Scheibenbremsrotors 23 vorzugsweise rostfreier Stahl oder ein anderes passendes Material ist.
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Wie am besten in den 15 bis 18 zu sehen ist, ist der Klemmring 29 ein scheibenförmiges Element, welches eine zentrale Öffnung 29a aufweist, mit einer Innenkeilverzahnung 29b. Genauer gesagt umfasst der Klemmring 29 einen Anschlagflansch 29c und einen zentralen rohrförmigen Abschnitt 29d, welcher sich axial von der inneren Seite des Anschlagflansches 29c erstreckt. Der zentrale rohrförmige Abschnitt 29d ist konzentrisch zur zentralen Öffnung 29a angeordnet. Der rohrförmige Mittelabschnitt 29d weist ein Außengewinde 29e auf, welches mit dem Innengewinde 34d des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 zusammenpasst. Der Anschlagflansch 29c erstreckt sich vom rohrförmigen Mittelabschnitt 29d nach außen, um eine axial angeordnete Haltefläche auszubilden, welche gegenüber einer entsprechenden axial ausgerichteten Haltefläche des ringförmigen Anschlagflansches 34b des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 ausgebildet ist. Auf diese Weise hält der Klemmring 29 den Scheibenbremsenrotor 23 und den Rotorbefestigungsansatz 28 auf dem äußeren keilverzahnten Bereich des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34, wenn das Außengewinde 29c des rohrförmigen Mittelabschnitts 29d mit dem Innengewinde 34d des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 eingreift.
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Hintere Nabe 12'
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Wie am besten in den 19 und 20 zu sehen ist, umfasst die Fahrradscheibenbremsnabe 12' grundsätzlich eine Nabenachse 31', ein Nabengehäuse 32', einen ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a', einen zweiten Speichenbefestigungsabschnitt 33b' und einen Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34'. Die Fahrradscheibenbremsnabe 12' ist grundsätzlich eine gebräuchliche Nabe, außer der Struktur, welche den Scheibenbremsenrotor 23 darauf sichert. So werden gebräuchliche Teile der Fahrradscheibenbremsnabe 12' hier nicht im Detail dargestellt und/oder erläutert. Darüber hinaus ist die hintere Nabe 12' im Wesentlichen identisch mit der vorderen Nabe 12, die oben erläutert wurde, außer dass die hintere Nabe 12 einen Freilauf 37' aufweist. Mit anderen Worten ist der Scheibenbremsrotor 23 am Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' gesichert, mit Hilfe des Rotorbefestigungsansatz 28 sowie den Klemmring 29. Angesichts der Ähnlichkeit zwischen der hinteren Nabe 12' und der vorderen Nabe 12 wird für eine Verkürzung der Beschreibung auf die Beschreibung und Darstellung der Fahrradscheibenbremsnabe 12' verzichtet.
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Die Nabenachse 31' weist eine Mittelachse O' auf, welche sich in axialer Richtung zwischen einem ersten Achsenende 31a' und einem zweiten Achsenende 31b' erstreckt. Die Nabenachse 31' weist eine zentrale Bohrung 31c' auf, so dass auf gebräuchliche Weise ein Schnellspannmechanismus (nicht gezeigt) an die Nabenachse 31' gekoppelt werden kann. Die Nabenachse 31' ist im Nabengehäuse 32' mit der ersten und zweiten Lagerbaugruppe 36a' und 36b' drehbar gelagert. Der Freilauf 37' wirkt am zweiten Achsenende 31b' zwischen der Nabenachse 31' und dem Nabengehäuse 32' in bekannter Art und Weise. Das Nabengehäuse 32' ist hinsichtlich der Nabenachse 31' in einer Drehrichtung durch den Freilauf 37' festgelegt, während der Freilauf 37' dem Nabengehäuse 32' erlaubt, sich frei bezüglich der Nabenachse 31' in der entgegengesetzten Drehrichtung zu drehen. Das erste und zweite Ende 31a' und 31b' der Nabenachse 31' weisen Gewinde auf, um ein Paar Muttern 39a' und 39b' aufzunehmen, was eine Axialkraft auf das Nabengehäuse 32', den Lagerbaugruppen 36a' und 36b' und auf den Freilauf 37' aufbringt.
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Das Nabengehäuse 32' ist ein rohrförmiges Element, welches einen inneren Durchgang 40' aufweist, welcher sich zwischen einem ersten und einem zweiten Nabengehäuseende 32a' und 32b' erstreckt, wobei die Nabenachse 31' drehbar im inneren Durchgang 40' gelagert ist. Insbesondere lagern die erste und zweite Lagerbaugruppe 36a' und 36b' das Nabengehäuse 32' drehbar innerhalb des inneren Durchgangs 40'. Das Nabengehäuse 32' weist ebenso einen inneren rohrförmigen Abschnitt 32' auf, welcher zwischen dem ersten und zweiten Nabengehäuseende 32a' und 32b' angeordnet ist, welches integral mit dem rohrförmigen Mittelabschnitt 32b' als einstückiges einheitliches Element ausgebildet ist. Die ersten und zweiten Speichenbefestigungsabschnitte 33a' und 33b' sowie der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' sind einstückig ausgebildet mit dem Nabengehäuse 32' als einstückiges einheitliches Element. Insbesondere ist am ersten Nabengehäuseende 32a' der erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a' und der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' darauf integral montiert, während das zweite Nabengehäuseende 32b' den zweiten Speichenbefestigungsabschnitt 33b' fest integral montiert hat.
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Das zweite Nabengehäuseende 32b' weist einen Freilauf 37' auf, welcher fest damit verbunden ist. Der Freilauf 37' ist befestigt zwischen dem zweiten Nabengehäuseende 32b' und dem zweiten Achsenende 31b', um es der Nabenachse 31' zu erlauben, sich frei relativ zum Nabengehäuse 32' in einer Richtung zu drehen, aber verbindet die Nabenachse 31' fest mit dem Nabengehäuse 32' in der entgegengesetzten Drehrichtung.
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Die Lagerbaugruppen 36a' und 36b' lagern das Nabengehäuse 32' drehbar auf der Nabenachse 31'. Da die Lagerbaugruppen 36a' und 36b' in der Fahrradtechnik wohlbekannt sind, werden sie hier nicht im Detail diskutiert oder dargestellt. Die Lagerbaugruppe 36a' umfasst im Wesentlichen eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen einem Innenringelement und einem Außenringelement auf gebräuchliche Art und Weise angeordnet sind. Ähnlich umfasst die Lagerbaugruppe 36b' grundsätzlich eine Vielzahl von Kugeln, welche zwischen einem Innenring und einem Außenring auf gebräuchliche Art und Weise angeordnet sind.
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Fahrradfreiläufe solche wie der Freilauf 37' sind in der Fahrradtechnik wohlbekannt, daher wird der Freilauf 37' hier nicht im Detail dargestellt oder erläutert. Der Freilauf 37' dient zur Übertragung einer Antriebskraft von der Kette zum hinteren Fahrradlaufrad in nur einer Drehrichtung. Der Freilauf 37' erlaubt es dem Fahrrad 10, sich ohne eine Drehung der Pedale vorwärts zu bewegen. Der Freilauf 37' ist an der hinteren Nabe 12' als festes Bestandteil der hinteren Nabe 12' auf gebräuchliche Art befestigt. Der Freilauf 37' umfasst grundsätzlich ein äußeres rohrförmiges Teil 37a', ein inneres rohrförmiges Teil 37b' und eine Einwegkupplung 37c'. Das innere rohrförmige Teil 37b' ist radial innerhalb des äußeren rohrförmigen Teils 37a' installiert, so dass das innere rohrförmige Teil 37b frei drehbar bezüglich des äußeren rohrförmigen Teils 37a' ist. Die Einwegkupplung 37c' ist zwischen dem äußeren rohrförmigen Teil 37a' und dem inneren rohrförmigen Teil 37b' installiert, um Antriebskraft vom äußeren rohrförmigen Teil 37a' zum inneren rohrförmigen Teil 37b' in nur einer Drehrichtung zu übertragen. Das äußere rohrförmige Teil 37a' weist eine Vielzahl von Zahnrädern oder Kettenrädern (nicht gezeigt) auf, welche darauf montiert sind, während das innere rohrförmige Teil 37b' fest auf der Nabenachse 31' montiert ist.
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Der erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a' ist vorzugsweise ein ringförmiger Speichenflansch, welcher auf dem ersten Nabengehäuseende 32a' des Nabengehäuses 32' angeordnet ist. Der erste Speichenbefestigungsabschnitt 33a' weist eine Vielzahl erster Speichenlöcher 43a' auf, welche um einen imaginären Kreis herum, welcher zentrisch zur Mittelachse O' angeordnet ist, gleichmäßig voneinander beabstandet angeordnet sind. Die ersten Speichenlöcher 43a' sind so gestaltet, dass sie die gebogenen Enden der Speichen 24 aufnehmen. In ähnlicher Weise ist das zweite Nabengehäuseende 32b' des Nabengehäuses 32' mit einer Vielzahl zweiter Speichenlöcher 43b ausgestattet, welche gleichmäßig voneinander beabstandet um einen imaginären Kreis angeordnet sind, welcher zentrisch zur Mittelachse O' der Nabenachse 31' angeordnet ist. Jedes der Speichenlöcher 43b' ist so gestaltet, dass es eines der gebogenen Enden der Speichen 24 aufnimmt.
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Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' ist einstückig ausgebildet mit dem ersten Nabengehäuseende 32a' des Nabengehäuses 32' als einstückiges einheitliches Element. Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' ist am ersten Nabengehäuseende 38a gegenüber dem ersten Speichenbefestigungsabschnitt 33a' angeordnet. Der Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' ist ein rohrförmiges Element, welches einen rohrförmigen Bereich 34a' und einen ringförmigen Anschlagflansch 34' aufweist, welcher sich vom rohrförmigen Abschnitt 34a' in radialer Richtung erstreckt. Der ringförmige Anschlagflansch 34b' ist beabstandet vom freien Ende des rohrförmigen Abschnitts 34a'. Der rohrförmige Bereich 34a' weist eine äußere Fläche mit einem äußeren keilverzahnten Abschnitt 34c' und eine ringförmige innere Fläche mit einem Innengewinde 34d' auf. Der äußere keilverzahnte Abschnitt 34c' weist eine Vielzahl sich axial erstreckender äußerer Keilnuten auf, um drehfest mit den Keilnuten 28c des Rotorbefestigungsansatzes 28 einzugreifen. Das innere Gewinde 34d' ist mit dem äußeren Gewinde 29c des Klemmrings 29 verschraubt. Auf diese Weise wird der Scheibenbremsrotor 23 nicht drehbar auf dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34' zwischen dem Rotorbefestigungsabschnitt 28 und dem Klemmring 29 gesichert.
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Fahrradscheibenbremsrotor
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Nun in Bezug auf die 21 bis 23, der Scheibenbremsrotor 23 umfasst grundsätzlich einen ringförmigen Bremsring 23a, eine Vielzahl (9) sich nach außen erstreckender Verbindungsarme 23b, welche einstückig mit dem ringförmigen Bremsring 23a ausgebildet sind und einen inneren Montageabschnitt 23c, welcher einstückig mit den Verbindungsarmen 23b ausgeführt ist. Demgemäss ist der Fahrradbremsrotor 23 ein einstückiges einheitliches Element. Vorzugsweise ist der Fahrradbremsrotor 23 aus irgendeinem geeigneten harten Werkstoff gebaut.
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Der ringförmige Bremsring 23a wird vorzugsweise mit einer Vielzahl von Öffnungen belüftet. Der ringförmige Bremsring 23a bildet einen äußeren Bremsabschnitt des Scheibenbremsrotors 23. Die äußeren Enden der Verbindungsarme 23b sind gleichmäßig beabstandet um den inneren Rand des ringförmigen Bremsrings 23a herum.
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Die Verbindungsarme 23b bilden einen Zwischenverbindungsabschnitt des Fahrradbremsrotors 23, welcher sich zwischen dem ringförmigen Bremsring 23a und dem inneren Befestigungsabschnitt 23c erstreckt. Diese Verbindungsarme 23b erstrecken sich tangential vom inneren Befestigungsabschnitt 23c. Die Verbindungsarme 23b weisen zwischen ihnen liegende dreieckige Öffnungen auf. Der innere Befestigungsabschnitt 23c weist eine Vielzahl (6) sich axial erstreckender Befestigungsöffnungen 23d und eine Vielzahl (6) Befestigungsaussparungen 23e auf. Die Befestigungsöffnungen 23d und die Befestigungsaussparungen 23e sind gleichmäßig beabstandet um den Umfang des inneren Befestigungsabschnitts 23c angeordnet. Die Befestigungsaussparungen 23e sind so gestaltet, dass sie mit den sich axial erstreckenden Vorsprüngen 28e passen, um eine relative axiale Drehung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 28 und dem Scheibenbremsrotor 23 zu verhindern. Die Befestigungsöffnungen 23b werden normalerweise genutzt, wenn der Scheibenbremsrotor 23 mittels Schrauben an der Nabe befestigt wird. Natürlich können die sich axial erstreckenden Vorsprünge 28e des Rotorbefestigungsansatzes 28 so gestaltet sein, dass sie in die Befestigungsöffnungen 23d anstatt der Befestigungsaussparungen 23e eingreifen. Vorzugsweise weisen die sich axial erstreckenden Vorsprünge 28e eine axiale Länge auf, welche nicht größer ist als die axiale Breite des inneren Befestigungsabschnitts 23c des Scheibenbremsrotors 23.
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Zweite Ausführungsform
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Bezüglich der 24 und 25 wird ein alternativer Scheibenbremsrotor 123 gemäß einer Ausführungsform, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. Während der Scheibenbremsrotor 123 mit der vorderen Nabe 12 gezeigt ist, ist der alternative Scheibenbremsrotor 123 so gestaltet, dass er sowohl mit der vorderen Nabe 12 oder auch der hinteren Nabe 12' eingesetzt werden kann.
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Der alternative Scheibenbremsrotor 123 entspricht im Grunde dem Rotorbefestigungsansatz 28 der ersten Ausführungsform, welcher als Teil des Scheibenbremsrotors 23 ausgebildet ist. Anders gesagt umfasst der Scheibenbremsrotor 123 grundsätzlich einen ringförmigen Bremsring 123a und einen Rotorbefestigungsansatz 128, welcher mittels acht Nieten 123b am ringförmigen Bremsring 123 befestigt ist. Der ringförmige Bremsring 123a ist vorzugsweise mit einer Vielzahl von Öffnungen belüftet. Der ringförmige Bremsring 123a bildet einen äußeren Bremsabschnitt des Scheibenbremsrotors 123.
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Der Rotorbefestigungsansatz 128 weist einen Basisbereich 128a mit einer zentralen Öffnung 128b auf, welche eine Vielzahl von Keilnuten 128c umfasst, welche mit dem äußeren keilverzahnten Bereich 34c des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34 zusammenpasst. Auf diese Weise wird eine relative Drehung zwischen dem Rotorbefestigungsansatz 128 und dem Bremsrotorbefestigungsbereich 34 der vorderen Nabe 12 verhindert. Der Rotorbefestigungsansatz 128 weist ebenso einen äußeren Rotorbefestigungsabschnitt 128d auf, welcher sich vom Basisbereich mit acht Befestigungspunkten 128e aus erstreckt. Der Rotorbefestigungsansatz 128 ist vorzugsweise aus einem ersten Werkstoff gebaut, während der ringförmige Bremsring 128 aus einem zweiten Werkstoff gebaut ist, welcher eine höhere spezifische Schwere aufweist als der erste Werkstoff des Rotorbefestigungsansatzes 128. Der erste Werkstoff des Rotorbefestigungsansatzes 128 ist vorzugsweise Aluminium oder irgendein anderes passendes Material, während das zweite Material des ringförmigen Bremsrings 123a vorzugsweise rostfreier Stahl oder irgendein anderer passender Werkstoff ist.
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Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist der Rotorbefestigungsansatz 128 mit dem ringförmigen Bremsring 128a vernietet und somit lösbar verbunden mit dem Bremsrotorbefestigungsabschnitt 34 der vorderen Nabe 12 durch den Klemmring 29. Genauer gesagt ist das Außengewinde 29c des Klemmrings 29 mit dem Innengewinde 34d der vorderen Nabe 12 so verschraubt, dass der Rotorbefestigungsansatz 128 zwischen dem Anschlagflansch 29c und 34b eingeschlossen ist. Somit hält der Klemmring 29 den Scheibenbremsrotor 123 auf dem äußeren keilverzahnten Abschnitt des Bremsrotorbefestigungsabschnitts 34.
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Wie bereits erwähnt kann der Scheibenbremsrotor 123 auch auf der hinteren Nabe 12' mittels des Klemmrings 29 montiert werden, in gleicher Weise, wie der Scheibenbremsrotor 23 auf der vorderen Nabe 12 montiert ist.
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Wie hier gebraucht, beziehen sich die folgenden gerichteten Ausdrücke ”vorwärts, rückwärts, oberhalb, nach unten, vertikal, horizontal, unten und quer verlaufend” genauso wie weitere ähnliche gerichtete Bezeichnungen auf die Richtungen relativ zu einem Fahrrad, welches mit der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Demgemäss sollten diese Bezeichnungen, wie sie benutzt werden, um die vorliegende Erfindung zu beschreiben, so bezüglich eines Fahrrades interpretiert werden, das mit der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist.
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Maßangaben, wie beispielsweise ”wesentlich, zirka und ungefähr”, wie sie hier genutzt werden, bezeichnen ein vernünftiges Maß einer Abweichung des abgewandelten Begriffs, so dass das Endergebnis nicht wesentlich verändert ist. Diese Bezeichnungen sollten so ausgelegt werden, als würden sie eine Abweichung von mindestens +/–5% der veränderten Bezeichnung beinhalten, sofern aufgrund der Abweichung die Bedeutung des Worts hiernach erhalten bleibt.
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Da nur ausgewählte Ausführungsformen gewählt wurden, um die vorliegende Erfindung aufzuzeigen, wird es für diese, die auf dem Gebiet dieser Erfindung geschult sind, offensichtlich sein, dass eine Vielzahl von Veränderungen und Modifizierungen gemacht werden kann, ohne vom Umfang der Erfindung, so wie er in den anhängenden Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Darüber hinaus dient die vorangegangene Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zur Verdeutlichung und nicht zur Einschränkung der Erfindung.
