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Die Erfindung betrifft Fahrradbremsvorrichtungen, und insbesondere Fahrradbremsvorrichtungen, die zum Bremsen einer Nabe eines Fahrradlaufrades verwendet werden.
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Aktuell erhältliche Fahrradbremsvorrichtungen beinhalten Felgenbremsvorrichtungen und Nabenbremsvorrichtungen. Felgenbremsvorrichtungen beinhalten Cantilever-Bremsen oder Zangenbremsen, welche die Felge des Laufrades bremsen. Nabenbremsvorrichtungen bremsen die Laufradnabe und beinhalten Trommelbremsen, Bandbremsen, Rollenbremsen und dergleichen. Eine Nabenbremse bremst die Nabe des Laufrades, und daher ist sie in der Lage, eine Bremswirkung zu liefern, sogar wenn die Laufradfelge verzogen ist.
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Eine Trommelbremse wie beispielsweise eine Rollenbremse bewirkt ein Bremsen mittels Reibung, die erzeugt wird, wenn eine Bremsbacke in Kontakt mit der Innenumfangsfläche (Bremsfläche) einer rohrförmigen Bremstrommel kommt, welche sich gemeinsam mit der Laufradnabe dreht. Bei einer Rollenbremse verschiebt ein Steuerkurvenelement Rollen, die in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet sind, in Durchmesserrichtung nach außen, um eine Bremsbacke gegen die Innenumfangsfläche der Bremstrommel zu bewegen. Das Innere der Rollenbremsen, insbesondere der Bereich zwischen der Kontaktfläche der Bremsbacke und der Bremsfläche, ist mit Fett angefüllt. Das Fett kann die während des Bremsens erzeugte Wärme steuern, um die Dauerhaftigkeit zu verbessern und eine gleichmäßigere Bremsleistung zu erzeugen. Das Fett ermöglicht auch ein leichtgängiges Bewegen der Rollen.
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Eine ungleichmäßige Bremsleistung und Bremsfehlfunktionen können auftreten, wenn bei derartigen herkömmlichen Nabenbremsvorrichtungen das Fett aufgebraucht ist. Eine effiziente Zuführung von Fett zwischen die Bremsfläche und die Kontaktfläche wird daher angestrebt, um derartige Fehlfunktionen zu minimieren.
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Das Dokument
US 5,421,435 offenbart eine Bremsvorrichtung zur Verwendung auf einer Nabenwelle. Ein Bremsring rotiert integral mit der Nabenwelle. Auf einer Innenumfangsfläche des Bremsringes kann eine Fetthaltenut in der Innenumfangswand des Ringes ausgebildet sein. Eine Anschlageinrichtung einer Backendruckfeder kann während des Bremsvorgangs in eine der Nuten eintreten.
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INHALT DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft erfinderische Merkmale einer Fahrradbremsvorrichtung. In einer Ausführungsform ist ein Fahrradnabenbremsbauelement zum Bremsen einer Nabe eines an einem Fahrradrahmen montierten Laufrades vorgesehen. Das Bauelement weist eine Bremstrommel, die ausgebildet ist, um sich integral mit der Nabe zu bewegen, und eine Bremsbacke auf. Die Bremstrommel weist auf ihrer Innenumfangsfläche eine Bremsfläche auf, und der Bremsschuh weist eine Kontaktfläche auf, die mit der Bremsfläche der Bremstrommel in Kontakt kommt, um eine Bremskraft auf die Bremstrommel aufzubringen. Eine Fettnut ist in der Bremsfläche der Bremstrommel ausgebildet, wobei die Fettnut zwischen den Seitenkanten der Kontaktfläche des Bremsschuhs fluchtend ausgerichtet ist. Die Bremsfläche der Bremstrommel und die Kontaktfläche der Bremsbacke haben jeweils einen Querschnitt in Form einer ausgesparten und konvexen trapezförmigen Konfiguration. Bei beiden Konfigurationen nimmt die Breite in Durchmesserrichtung nach außen ab.
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Weitere erfinderische Merkmale gehen aus der nachfolgenden Beschreibung klar hervor, und derartige Merkmale, allein oder kombiniert mit den zuvor beschriebenen Merkmalen, können die Basis von weiteren Erfindungen bilden, wie dargelegt in den Ansprüchen und deren Äquivalenten.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Fahrrades, das hier beschriebene Bremsbauelemente beinhaltet;
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2 ist eine schematische Darstellung einer speziellen Ausführungsform eines Bremssystems für das Fahrrad;
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3 ist eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform einer vorderen Bremsvorrichtung;
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4 ist eine Vorderansicht der vorderen Bremsvorrichtung;
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5 ist eine Seitenansicht der vorderen Bremsvorrichtung mit abgenommener Abdeckung;
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6 ist ein vergrößerter partieller Querschnitt der vorderen Bremsvorrichtung;
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7(A) ist ein partieller Querschnitt einer speziellen Ausführungsform einer Kühlscheibe, die durch einen Presssitz an einer Bremstrommel befestigt ist;
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7(B) ist ein partieller Querschnitt der Kühlscheibe, die durch Sicken und Verstemmen an der Bremstrommel befestigt ist;
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8 ist eine Explosionsansicht einer speziellen Ausführungsform der Fahrradbremsvorrichtung;
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9 ist eine perspektivische Ansicht einer speziellen Ausführungsform eines Rückhalteelementes;
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10 ist ein Querschnitt des Rückhalteelementes von 9 in gesicktem Zustand;
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11 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Rückhalteelementes;
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12 ist ein Querschnitt des Rückhalteelementes von 11 in gesicktem Zustand;
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13 ist eine perspektivische Ansicht spezieller Ausführungsformen eines Einsteckelementes und eines Festhalteabschnittes eines Beschlagkörpers;
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14 ist ein seitlicher Querschnitt des Einsteckelementes und des Beschlagkörpers vor der Montage des Einsteckelementes;
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15 ist ein seitlicher Querschnitt des Einsteckelementes und des Beschlagkörpers nach der Montage des Einsteckelementes;
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16 ist eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform einer Bremsbackenbaugruppe;
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17 ist eine Draufsicht eines Abschnittes der Bremsbackenbaugruppe;
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18 ist eine vergrößerte Ansicht eines distalen Endes einer Bremsbacke;
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19 ist eine explodierte Ansicht einer speziellen Ausführungsform von Montageabschnitten des Betätigungsarms;
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20 ist ein partieller Querschnitt der Bremsvorrichtung in einem Zustand mit gelöster Bremse;
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21 ist ein partieller Querschnitt der Bremsvorrichtung im Zustand mit betätigter Bremse;
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22(A)–22(C) Ausführungsformen von vorspringenden Abschnitten eines Federelementes;
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23 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Bremsbacke; und
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24 eine Draufsicht einer weiteren Ausführungsform einer Bremsbacke.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 ist eine Seitenansicht einer speziellen Ausführungsform eines Fahrrades, das die hier beschriebenen Bremsenbauelemente beinhaltet. In dieser Ausführungsform weist das Fahrrad auf: Einen Rahmen 1 mit einem Rahmenkörper 2 und einer Vordergabel 3; einen Lenkstangenabschnitt 4 mit einem an der Oberseite der Vordergabel 3 befestigten Lenkervorbau 10 und einer zum Lenken dienenden Lenkstange 11, die am Lenkervorbau 10 befestigt ist; einen Sattel 9 zum darauf Sitzen; ein vorderes Laufrad oder Vorderrad 6; ein Hinterrad 7; ein Bremssystem 8 zum Bremsen des Vorderrades 6 und des Hinterrades 7; und ein Antriebsglied 5 zum Übertragen der Rotation der Pedale 5a auf das Hinterrad 7.
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Das Vorderrad 6 und das Hinterrad 7 weisen auf: vordere und hintere Naben 6a (4, wobei lediglich die vordere Nabe 6a dargestellt ist), von denen jede eine Nabenachse 15a (6) aufweist, vordere und hintere Felgen 6b, 7b (1), die am Außenumfang der Naben 6a angeordnet sind, Reifen 6c, 7c, die an vorderen und hinteren Felgen 6b, 7b angebracht sind, und Speichen 6d, 7d, welche die Naben 6a mit den jeweiligen Felgen 6b, 7b verbinden. Wie in 6 dargestellt ist die Nabenachse 15a der Nabe 6a nicht drehbar an der Vordergabel 3 des Rahmens 1 montiert, und ein Nabengehäuse 15b ist drehbar an der Nabenachse 15a gelagert. Die vordere Nabe 6a weist einen Schnelllösehebel (Schnellspannhebel) 6e (1) auf, um eine Schnellspannnabe bereitzustellen, die sich leicht demontierten lässt. Der Schnellspannmechanismus ist bekannt und beispielsweise beschrieben in ”1993 Japanese Industrial Standard (JIS) Bicycle Edition”, S. 276, veröffentlicht von Jitensha Sangyo Shinko Kyokai. Somit wird der Schnellspannmechanismus hier nicht detailliert beschrieben. In dieser Ausführungsform sind die Naben 6a an der Vordergabel 3 und der Kettenstrebe 2a mit einer gewöhnlichen Sechkant-Hutmutter 45 befestigt.
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Wie in 2 dargestellt, weist das Bremssystem 8 vordere und hintere Bremshebel 12f, 12r, Bremsvorrichtungen 13f, 13r, die durch vordere und hintere Bremshebel 12f, 12r betätigt werden, und vordere und hintere Bremskabel 14f, 14r auf, welche den vorderen und hinteren Bremshebel 12f, 12r mit der vorderen bzw. hinteren Bremsvorrichtung 13f, 13r verbinden. Die Bremskabel 14f, 14r weisen Kabelseelen 16f, 16r auf, deren zwei Enden mit dem vorderen und hinteren Bremshebel 12f, 12r und der vorderen und hinteren Bremsvorrichtung 13f, 13r verbunden sind. Die Bremskabel 14f, 14r weisen auch Kabelhüllen 17f, 17r auf, welche die Kabelseelen 16f, 16r umhüllen. Der vordere Bremshebel 12f ist an der Innenseite eines am linken Ende der Lenkstange 11 montierten Griffes 18a befestigt, und der hintere Bremshebel 12r ist an der Innenseite eines am rechten Ende einer Lenkstange 11 montierten Griffes 18b befestigt. Die Bremshebel 12f, 12r sind identische Bauteile, die in spiegelbildlicher Beziehung angeordnet sind. Jeder Bremshebel 12f, 12r weist einen an der Lenkstange 11 montierten Hebelbeschlag 20, ein Hebelelement 21, das an einem Schwenkzapfen 20a am Hebelbeschlag 20 schwenkbar gelagert ist, und einen Kabelhüllen-Festhalteabschnitt 22 auf, der auf den Hebelbeschlag 20 aufgeschraubt ist. Jeder Hebelbeschlag 20 weist einen Montageabschnitt 20b und einen mit einer Gewindebohrung versehenen Abschnitt 20c auf, wobei der Montageabschnitt 20b an der Lenkstange 11 lösbar befestigt ist und der Kabelhüllen-Festhalteabschnitt 22 in den mit einer Gewindebohrung versehenen Abschnitt 20c eingeschraubt ist. Die Kabelseelen 16f, 16r verlaufen durch ihre jeweiligen Kabelhüllen-Festhalteabschnitte 22 hindurch und werden durch zugehörige an jedem Hebelelement 21 montierte Kabelhüllen-Festhalteabschnitte 21a festgehalten. Das Hebelelement 21 ist durch ein (nicht dargestelltes) Vorspannelement in Richtung zur Bremsenfreigabeposition vorgespannt.
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In dieser Ausführungsform sind die vorderen und hinteren Bremsvorrichtungen 13f, 13r Rollenbremsvorrichtungen. Die Bremsvorrichtungen 13f, 13r haben die Funktion, die Nabe 6a des Vorderrades bzw. des Hinterrades 7 zu bremsen. Wie in den 2, 3 und 8 dargestellt, weisen Bremsvorrichtungen 13f, 13r auf: Befestigungsbeschläge 30f, 30r, um die Bremsvorrichtungen 13f, 13r in nicht drehbarer Weise an der Vordergabel 3 oder der Kettenstrebe 2a des Fahrrades zu befestigen; Bremskörper 32f, 32r; und Bremsbetätigungsabschnitte 33f, 33r, welche die Bremskörper 32f, 32r betätigen. Jeder Befestigungsbeschlag 30f, 30r weist einen Beschlagkörper 34 mit einer ersten Fläche und einer zweiten Fläche auf, der beispielsweise durch Pressformen eines Stahlbleches erzeugt ist, sowie ein Abdeckungselement 35, das am Beschlagkörper 34 fest angebracht ist, um die zweite Fläche des Beschlagkörpers 34 abzudecken. Das Abdeckungselement 35 ist durch Pressformen eines dünnen Metallbleches erzeugt und weist eine Einbrenn-Oberflächenbeschichtung sowie eine Kennzeichnung wie beispielsweise eine darauf aufgedruckte Modellnummer auf. Der Beschlagkörper 34 weist einen Basisabschnitt 34a (8) auf, durch welchen eine Nabenachse 15 hindurchgeht, einen sich verjüngenden Armabschnitt 34b, der sich im Wesentlichen in diametraler Richtung vom Basisabschnitt 34a aus erstreckt, und einen Festhalteabschnitt 34c, der am distalen Ende des Armabschnittes 34b mit einer Plattenkonfiguration mit im Wesentlichen gleicher Breite ausgebildet ist. Wie in 6 dargestellt, ist der Basisabschnitt 34a eines Beschlagkörpers 34 an der Nabenachse 15a mittels der Sechkant-Hutmutter 45 befestigt, die auf das eine Ende der Nabenachse 15a aufgeschraubt ist. Auf dem Basisabschnitt 34a, außer beim Armabschnitt 34b, ist ein röhrenförmiger Abschnitt 34d von sehr geringer Länge ausgebildet. Dieser rohrförmige Abschnitt 34d bildet einen Elementbefestigungsabschnitt 38, der ein Paar von Befestigungslöchern 38a, 38b zur Befestigung von ersten Rückhalteelementen 36, 37 aufweist, die verhindern, dass sich die Bremstrommel 40 in einer zuvor beschriebenen Weise löst.
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Wie in den 1 und 13–15 dargestellt, ist der Festhalteabschnitt 34c des Beschlagkörpers 34 an einem Beschlagbefestigungselement 25f, 25r befestigt. Der Festhalteabschnitt 34c des vorderen Rahmenkörpers 34 ist mittels eines einzigen Handgriffes lösbar durch ein Beschlagbefestigungselement 25f zurückgehalten, um das Auswechseln eines Vorderrades 6 zu erleichtern. Auf einer ersten Fläche des vorderen Festhalteabschnittes 34c (der linken Seite in 14) ist eine Aussparung 34e ausgebildet, die nach innen vertieft ist und sich in Befestigungsrichtung erstreckt. Die Aussparung 34e wird beispielsweise durch einen Druckformprozess erzeugt und steht in Richtung einer zweiten Fläche des vorderen Festhalteabschnittes 34c (der rechten Fläche in 14) vor. Das Beschlagbefestigungselement 25f wird gemeinsam mit der vorderen Bremsvorrichtung 13f vom Bremsenhersteller geliefert und ist mit der Vordergabel 3 des Fahrradrahmens verschweißt. Das Beschlagbefestigungselement 25f weist einen Rückhaltefreiraum 25a auf, welcher den Festhalteabschnitt 34c festhält, wenn letzterer in diesen eingesetzt ist. Die zwei Seitenwände 25b des Rückhaltefreiraums 25a sind geringfügig nach innen gekrümmt, so dass der Rückhaltefreiraum 25a an seiner Mündung (dem Abstand zwischen den Seitenwänden 25b am unteren Ende in 15) größere Breite zum Einführen des Festhalteabschnittes 34c aufweist als dies in seinem weiter innen befindlichen mittleren Abschnitt der Fall ist. Da die Breite an der Mündung größer ist als die Breite an einer Stelle weiter innen, kann der Festhalteabschnitt 34c ungeachtet von Differenzen bei der Konfiguration der Vordergabel 3 des Fahrrads festgehalten werden.
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Ein Einsteckelement 19, das aus Gründen einfacher Herstellbarkeit, Haltbarkeit und Korrosionsbeständigkeit beispielsweise durch Biegen eines dünnen Bleches aus rostfreiem Stahl hergestellt wird, ist auf dem vorderen Festhalteabschnitt 34c montiert. Das Einsteckelement 19 ist derart angeordnet, dass es sich innerhalb des Rückhaltefreiraums 25a befindet, wenn es auf dem Festhalteabschnitt 34c montiert ist. Das Einsteckelement 19 weist erste und zweite Kontaktabschnitte 19a, 19b und einen dritten Kontaktabschnitt 19c auf. Erste und zweite Kontaktabschnitte 19a, 19b sind auf dem Festhalteabschnitt 34c von dessen distaler Kante her montiert und ein dritter Kontaktabschnitt 19c kommt mit einer Seite des Rückhalteabschnittes 30c in Kontakt, bedingt dadurch, dass er vom ersten Körperabschnitt 19a, der neben einer ersten Fläche des Festhalteabschnittes 34c zu liegen kommt, nach außen gebogen ist. Die ersten und zweiten Kontaktabschnitte 19a, 19b sind in Richtung der zwei Flächen des Festhalteabschnittes 34c gebogen, so dass sich die gebogenen Abschnitte an dessen distaler Kante befinden. Ein konvexer Abschnitt 19d ist auf dem ersten Kontaktabschnitt 19a ausgebildet, um mit einem ausgesparten Abschnitt 34e des Festhalteabschnittes 34c zusammenzupassen. Dadurch, dass der konvexe Abschnitt 19d in den ausgesparten Abschnitt 34e eingreift, kann das Einsteckelement 19 an einer gewünschten Stelle am Festhalteabschnitt 34c montiert werden, wenn das Einsteckelement 19 im Befestigungselement 25f montiert wird. Da die zweite Fläche des Festhalteabschnittes 34c nach außen hin vorsteht (in 14 nach rechts), wird der zweite Kontaktabschnitt 19b des Einsteckelementes 19, der sich bei dieser zweiten Fläche befindet, in diagonaler Richtung gebogen. Es ist daher leichter, den Spalt des Rückhaltefreiraums 25a des Beschlagbefestigungselementes 25f zu füllen, um ein Flattern der Bremsvorrichtung 13f in axialer Richtung bei in der Vordergabel 3 montiertem Zustand zu verringern. Weiter ist der dritte Kontaktabschnitt 19c in diagonaler Richtung entlang dem Rückhaltefreiraum 25a gebogen, wie in 15 dargestellt. Demgemäß lässt sich der konvexe Spalt des Rückhaltefreiraums 25a des Beschlagbefestigungselementes 25f problemlos füllen, um ein Flattern in Nabendrehrichtung zu verringern.
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Wie in den 2 und 3 dargestellt, sind an den Beschlagbefestigungselementen 25f, 25r bzw. den Befestigungsbeschlägen 30f, 30r Kabelhüllen-Rückhalteabschnitte 31f, 31r angebracht, welche zum Rückhalten der Kabelhülle 17f, 17r dienen. Beispielsweise kann der Kabelhüllen-Rückhalteabschnitt 31f am vorderen Beschlagbefestigungselement 25f festgeschraubt sein. Der Kabelhüllen-Rückhalteabschnitt 31f weist einen Kabelhüllen-Rückhalteabschnitt 31a und einen Kabelhüllen-Befestigungsabschnitt 31b auf. Der KabelhüllenRückhalteabschnitt 31a ist vorgesehen, um eine Kabelhülle 17f zurückzuhalten, und der Kabelhüllen-Befestigungsabschnitt 31b ist vorgesehen, um den Kabelhüllen-Rückhalteabschnitt 31a derart zu befestigen, dass sich die Rückhalteposition des Kabelhüllen-Rückhalteabschnittes 31a mittels einer Schraube in Richtung der Kabelachse justieren lässt. Das Bremsspiel (das heißt der Spalt zwischen der Bremstrommel und der Bremsbacke) kann durch Justieren dieser axialen Position eingestellt werden. Da die Kabelhüllen-Rückhalteabschnitte 31f am Rahmen montiert sind, besteht keine Notwendigkeit, die Kabelhülle bei Montieren oder Demontieren des Laufrades anzubringen oder zu lösen.
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Da die Bremskörper 32f, 32r im Wesentlichen von identischer Struktur sind, wird nachfolgend lediglich der vordere Bremskörper 32f beschrieben. Wie in 6 dargestellt, weist der vordere Bremskörper 32f eine Bremstrommel 40 und eine Bremsbacke 41 auf. Die Bremstrommel 40 weist einen zylindrischen Trommelkörper 43 auf, der integral mit dem Nabengehäuse 15b rotiert, und zwar mittels einer linken Tasche 15c. Beim Trommelkörper 43 handelt es sich um ein aus einer rostfreien Stahllegierung bestehendes Element, das die Konfiguration einer Schüssel mit einem Bodenabschnitt 50 und einem am Außenumfang des Bodenabschnittes 50 ausgebildeten Umfangsabschnitt 51 aufweist. Ein profilierter (verzahnter) Abschnitt 50b ist auf der Innenumfangsfläche einer Öffnung 50a beim Bodenabschnitt 50 ausgebildet, wobei der verzahnte Abschnitt 50b sich in Verzahnungseingriff mit einem als Gegenstück verzahnten Abschnitt befindet, der auf der Außenumfangsfläche der linken Tasche 15c ausgebildet ist. Demzufolge ist der Trommelkörper 43 relativ zum Nabengehäuse 15b nicht drehbar befestigt.
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Eine kreisförmige Bremsfläche 51a ist auf der Innenumfangsfläche des Umfangsabschnittes 51 ausgebildet, wobei eine Bremsbacke 51 in der Lage ist, mit der Bremsfläche 51 in Kontakt zu kommen und sich von dieser zu lösen, damit der Bremstrommel 40 eine Bremskraft geliefert wird. Die Bremsfläche 51a wird hergestellt, indem im axial mittleren Abschnitt des Umfangsabschnittes 51 eine Aussparung in der Form eines gleichschenkligen Trapezes angebracht wird, dessen Querschnitt in der Breite abnimmt, wenn man sich in diametraler Richtung nach außen bewegt. Wie in den 7(A) und 7(B) dargestellt, liegt der Winkel α, unter dem sich die zwei Seiten der Bremsfläche 51a schneiden, zwischen 15° und 150°, vorzugsweise 80° bis 100°. Die Bremsfläche 51 weist eine sich in Durchmesserrichtung nach außen erstreckende, mit Fett angefüllte Aussparung 54 auf. Die mit Fett angefüllte Aussparung 54 weist eine erste Nut 54a auf, die im am tiefsten ausgesparten Abschnitt der Bremsfläche 51a ausgebildet ist, so dass die Tendenz besteht, dass beim Fahren durch die Zentrifugalkraft das Fett in die erste Nut 54a fließt, und ein Paar von zweiten Nuten 54b, die sich auf der Bremsfläche 51a auf gegenüberliegenden Seiten der ersten Nut 54a befinden, um die Fettmenge zu erhöhen, die zugeführt werden kann. Die fettbefüllte Vertiefung 54 wird bei der Montage mit Fett angefüllt.
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Eine aus einer Aluminiumlegierung bestehende Kühlscheibe 44 ist mit der Außenumfangsfläche des Trommelkörpers 43 thermisch verbunden. Die Kühlscheibe 44 weist einen rohrförmigen Abschnitt 44b und einen Scheibenabschnitt 44c auf, wobei sich der Scheibenabschnitt 44c vom rohrförmigen Abschnitt 44b in diametraler Richtung nach außen erstreckt. Eine Mehrzahl von sich in radialer Richtung erstreckenden Kühlrippen 44a (4) sind auf der Innenfläche (rechten Seite) der Kühlscheibe 44 ausgebildet, um Wärme vom Nabenkörper 43 abzuführen. Eine derartige Wärmeabfuhr wird sowohl durch die vergrößerte Oberfläche als auch durch den erhöhten Luftkontakt bei sich drehendem Laufrad verbessert.
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Wie in den 7(A) und 7(B) dargestellt, ist ein gerändelter Abschnitt 51b auf der Außenumfangsfläche des Umfangsabschnittes 51 mittels eines Rändelverfahrens ausgebildet, um ein Drehen der Kühlscheibe 44 relativ zum Trommelkörper 43 zu verhindern, wenn die Kühlscheibe auf dem Trommelkörper 43 montiert ist. Aus der Außenumfangsfläche des Umfangsabschnittes 51 ist auch eine erste sich konisch verjüngende Fläche 51c und eine zweite sich konisch verjüngende Fläche 51d ausgebildet, die sich auf entgegengesetzten Seiten des gerändelten Abschnittes 51b befinden, wobei sich die sich konisch verjüngenden Flächen 51c, 51d in Umfangsrichtung nach unten verjüngen. Die erste sich konisch verjüngende Fläche 51c ist vorgesehen, um die Kühlscheibe 44 am Trommelkörper 43 in axialer Richtung zurückzuhalten, und die zweite sich konisch verjüngende Fläche 51d ist vorgesehen, um die Kühlscheibe 44 am Trommelkörper 43 durch Sicken und/oder Verstemmen zu befestigen. Eine ebene Außenumfangs-Presssitzfläche 51e ist zwischen der ersten, sich konisch verjüngenden Fläche 51c und dem gerändelten Abschnitt 51b ausgebildet. Die Kühlscheibe 44 ist mit einem Presssitz auf der gesamten Umfangsfläche der Presssitzfläche 51e und dem gerändelten Abschnitt 51b befestigt, so dass verhindert werden kann, dass Fett, mit dem die Bremstrommel 40 angefüllt ist, durch die Seite der Nabe 6a ausfließen kann.
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Im Herstellungsstadium ist ein zylindrischer Verstemm-Befestigungsabschnitt 44d an einem ersten Ende des rohrförmigen Abschnittes 44b (dem rechten Ende in 7(A)) ausgebildet. Zur Befestigung der Kühlscheibe 44 am Trommelkörper 43 während des Montagestadiums wird der rohrförmige Abschnitt 44b zu Anfang auf die Außenumfangsfläche des Trommelkörpers 43 aufgepresst, wie in 7(A) dargestellt. Ein Späne-Aufnahmeabschnitt 58 ist auf der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnittes 44b ausgebildet, um Späne aufzunehmen, die durch den gerändelten Abschnitt 51b während des Verfahrens zur Erzeugung des Presssitzes entstehen. Danach wird der Verstemm-Befestigungsabschnitt 44d in diametraler Richtung nach innen in Richtung der zweiten sich konisch verjüngenden Fläche 51d des Trommelkörpers 53 gebogen, wie in 7(B) dargestellt, und zwar unter Verwendung einer Walze oder eines anderen geeigneten Bearbeitungswerkzeuges. Durch Montieren der Kühlscheibe 44 mittels des Presssitzes und durch deren Verstemmen auf dem Trommelkörper 43 wird auf diese Weise die Kühlscheibe 44 fest auf dem Trommelkörper 43 angebracht, und zwar insbesondere in axialer Richtung. Die durch die sich konisch verjüngenden Flächen erzeugte größere Kontaktfläche verbessert ebenfalls den Kühlwirkungsgrad. Der Presssitzerzeugungs-/Verstemmvorgang erfordert keinen Einsatz von Wärme und kann am gleichen Ort durchgeführt werden. Somit wird eine durch Wärme herbeigeführte Verfärbung und Verformung vermieden, der beim Herstellungsverfahren erforderliche Arbeitsaufwand wird verringert und die Kühlscheibe 44 wird am Trommelkörper 43 auf einfache und billige Weise befestigt.
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Das andere Ende des rohrförmigen Abschnitts 44b der Kühlscheibe 44 (das linke Ende in 7) weist einen in Umfangsrichtung nach außen vorstehenden ringförmigen konvexen Abschnitt 44e auf, welcher beim Montieren oder Demontieren der Bremsvorrichtung 13f verhindert, dass sich die Bremstrommel 40 von dem Befestigungsbeschlag 30 löst. Genauer gesagt sind zwei Arten von ersten Rückhalteelementen 36, 37 (8–12) lösbar am Elementbefestigungsabschnitt 38 des rohrförmigen Abschnittes 34d des Beschlagkörpers 34 befestigt, und ein zweites Rückhalteelement 39 wird hergestellt, indem das Abdeckelement 35 in diametraler Richtung nach innen gebogen wird. Erste Rückhalteelemente 36, 37 und ein zweiter Rückhalteabschnitt 39 finden Aufnahme in der ringförmigen Nut, die zwischen dem ringförmigen konvexen Abschnitt 44e und dem Scheibenabschnitt 44c der Kühlscheibe 44 ausgebildet ist.
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Wie in den 9 und 10 dargestellt, ist ein erstes Rückhalteelement 36 ein gebogenes Plattenelement, das aus einer rostfreien Stahllegierung besteht. Ein erstes Rückhalteelement 36 weist auf: einen Rückhaltevorsprung 36a, der geeignet ist, axial innerhalb des ringförmigen konvexen Abschnittes 44e eingebaut zu werden, einen Befestigungsabschnitt 36b, der dadurch erzeugt wird, dass der Rückhaltevorsprung 36a so gebogen wird, dass er gegen die Innenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnittes 34d zu liegen kommt, und gebogene Befestigungsabschnitte 36c, die hergestellt werden, indem die zwei Enden des Montageabschnittes 36b ausgestanzt werden und diese nach oben gebogen werden, die in 9 dargestellt. Diese gebogenen Befestigungsabschnitte 36c werden von der Innenumfangsseite des rohrförmigen Abschnittes 34d her in Befestigungslöcher 38a, 38b eingeführt, und ihre distalen Enden werden umgebogen, um das erste Rückhalteelement 36 an der Innenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnittes 34d zu befestigen, wie in 10 dargestellt.
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Wie in den 11 und 12 dargestellt, ist ein erstes Rückhalteelement 37 ein gebogenes Plattenelement, das aus einer rostfreien Stahllegierung besteht. Ein erstes Rückhalteelement 37 weist auf: einen Rückhaltevorsprung 37a, der geeignet ist, axial innerhalb des ringförmigen konvexen Abschnittes 44e der Kühlscheibe 44a eingebaut zu werden, einen Befestigungsabschnitt 37b, der dadurch erzeugt wird, dass der Rückhaltevorsprung 37a so gebogen wird, dass er gegen die Innenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnittes 34d zu liegen kommt, und elastische Befestigungsabschnitte 37c, die hergestellt werden, indem die zwei Enden des Montageabschnittes 37b ausgestanzt werden und diese U-förmig nach unten gebogen werden, die in 11 dargestellt. Diese elastischen Befestigungsabschnitte 37c werden von der Außenumfangsseite des rohrförmigen Abschnittes 34d her in Befestigungslöcher 38a, 38b eingeführt. Sobald die Befestigungsabschnitte 37c die Befestigungslöcher 38a, 38b passiert haben, spreizen sie sich elastizitätsbedingt auf und werden am rohrförmigen Abschnitt 34d elastisch zurückgehalten, wodurch das erste Rückhalteelement 37 an der Außenumfangsfläche des rohrförmigen Abschnittes 34d befestigt wird. Das erste Rückhalteelement 37 kann durch Heraushebeln des Befestigungsabschnittes 37b entfernt werden.
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Wie in 8 dargestellt, ist das zweite Rückhalteelement 39 dadurch erzeugt, dass das Abdeckelement 35 nach innen umgebogen wird. Das zweite Rückhalteelement 39 ist ebenfalls vorgesehen, um ein sich Lösen oder Abfallen der Bremstrommel 40 zu verhindern, sowie auch um das Abdeckelement 35 am Beschlagkörper 34 zurückzuhalten. Das Abdeckelement 35 ist am rohrförmigen Abschnitt 34d mittels elastischem Festhalten befestigt. Das Vorsehen eines zweiten Rückhalteelementes 39 auf dem Abdeckelement 35 erlaubt, die Anzahl der Rückhalteelemente 36, 37 zu verringern, sowie auch die Herstellungskosten und die Anzahl der Schritte zu verringern, die benötigt werden, um den Beschlagkörper 34 an der Bremstrommel 40 zu befestigen. Das Abdeckelement 35 weist einen ausgebauchten Abschnitt 35a auf, der so ausgebildet ist, dass er die Außenumfangsseite eines ersten Rückhalteabschnittes 37 abdeckt, wodurch dafür gesorgt wird, dass sich das erste Rückhalteelement 37 (das sich leichter entfernen lässt als das erste Rückhalteelement 36, da das erste Rückhalteelement 36 durch Umbiegen am rohrförmigen Abschnitt 34d befestigt wurde) schwieriger entfernen lässt.
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Dadurch, dass ein sich Lösen der Bremstrommel mittels der ersten Rückhalteelemente 36, 37, die sich vom rohrförmigen Abschnitt 34d entfernen lassen, und mittels der auf dem Abdeckelement 35 ausgebildeten zweiten Rückhalteelemente 39 verhindert wird, wird eine Beschädigung des Befestigungsbeschlages 30f und des Abdeckelementes 35 beim Montierten oder Demontieren der ersten Rückhalteelemente 36, 37 und des zweiten Rückhalteelementes 39 verhindert. Das Rückhalten der Bremstrommel 40 kann somit bewerkstelligt werden, ohne dass ein Bruch des Befestigungsbeschlages 30f oder des Abdeckelementes 35 auftritt, sogar wenn die Bremsvorrichtung 13r wiederholt zerlegt und wieder zusammenmontiert wird.
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In dieser Ausführungsform besteht, wie in den 16 und 17 dargestellt, die Bremsbacke 41 aus einem ringförmigen Element, das in Umfangsrichtung in drei Segmente unterteilt ist. Eine Kontaktfläche 41a ist auf der Außenumfangsfläche eines jeden Segmentes der Bremsbacke 41 ausgebildet, um mit der Bremsfläche 51a des Trommelkörpers 43 während eines Bremsvorgangs in Kontakt zu kommen. Eine jede Kontaktfläche 41a weist einen Querschnitt in Form eines gleichschenkligen Trapezes auf, das in Richtung radial nach außen in konvexer Weise vorsteht, um so mit der Bremsfläche 51a in Kontakt zu kommen. Der Winkel β, unter dem sich die beiden Seiten der Kontaktfläche 41a schneiden, ist gleich groß oder größer als der Schnittwinkel α der Bremsfläche 51a. Wie in 18 dargestellt, sind abgeschrägte Flächen 41e an den beiden Enden der Kontaktflächen 41a ausgebildet, derart, dass an der Kontaktstelle von einer geneigten Fläche 41e mit einem beliebigen Bogen 80 auf der Bremsfläche 51a ein spitzer Winkel γ bezüglich einer Tangente 81 gebildet wird. Dadurch, dass derartige geneigte Flächen 41e vorgesehen sind, kann Fett, das während einer Drehung der Bremstrommel 40 den geneigten Flächen zugeführt wird, gleichmäßig der Bremsfläche 51a zugeführt werden. Somit ist es nicht wahrscheinlich, dass auf der Bremsfläche 51a Fettmangel auftritt. In der Mitte der Kontaktfläche 41a ist eine ringförmige Aufnahmeaussparung 41b ausgebildet, in welcher ein erstes Federelement 53 angebracht ist. Die Aufnahmeaussparung 41b ist so ausgebildet, dass sie benachbart zur ersten Nut 54a der fettbefüllten Vertiefung 54 im Trommelkörper 43 zu liegen kommt.
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Drei in Durchmesserrichtung nach außen hin vertiefte Drehanschlagabschnitte 41c, die sich über eine vorbestimmte Länge in Drehrichtung erstrecken, sind in der Innenumfangsfläche der Bremsbacke 41 ausgebildet. Die Rückhalteabschnitte 34f (6 und 8), die auf dem Beschlagkörper 34 des Befestigungsbeschlages 30f ausgebildet sind, sind in diese drei Drehanschlagabschnitte 41c eingesetzt, wodurch eine Drehung der in Segmente unterteilten Bremsbacke 41 relativ zum Beschlagkörper 34 verhindert wird. Selbstverständlich findet eine geringfügige Rotation der Bremsbacke 41 bedingt durch zwischen den Rückhalteabschnitten 34f und den Drehanschlagabschnitten 41c vorhandenes Spiel statt.
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Das erste Federelement 53, das in einer Aufnahmeaussparung 41b angebracht ist, ist ein ringförmiges Federelement, das hergestellt wird, indem ein elastisches Drahtmaterial zu einem Kreisbogen gebogen wird. Eine derartige Konfiguration macht es leicht, jedes Segment der Bremsbacke 41 nach innen in Richtung einer Position weg von der Bremstrommel 40 (das heißt in Durchmesserrichtung nach innen) vorzuspannen. Ein erstes Ende des ersten Federelementes 53 weist einen vorspringenden Abschnitt 53a auf, der so gebogen ist, dass er in Durchmesserrichtung nach außen vorsteht. In dieser Ausführungsform steht der vorspringende Abschnitt 53a um ungefähr 0,4 mm bis 2,0 mm vom Innenumfangsabschnitt nach außen vor. Demzufolge besteht, wenn die Bremsbacke 41 während des Bremsvorgangs in Kontakt mit der Bremstrommel 40 kommt, die Tendenz, dass das distale Ende des vorstehenden Abschnittes 53a sich in der ersten Nut 54a der mit Fett gefüllten Vertiefung 54 befindet. Während des Lösens der Bremse besteht, wenn die Bremsbacke 41 von der Bremstrommel 40 entfernt zu liegen kommt, die Tendenz, dass sich der vorstehende Abschnitt 53a im Durchmesserrichtung von der ersten Nut 54a nach innen entfernt befindet. Auf diese Weise kann während des Bremsvorgangs (und möglicherweise nur während des Bremsvorgangs) dieser vorstehende Abschnitt 53a das Fett, mit dem die erste Nut 54a angefüllt ist, in Richtung zur Bremsfläche 51a herauskratzen. Die Größe des vorspringenden Abschnittes 53a führt ebenfalls dazu, dass keine größere Änderung bei den üblicherweise verwendeten Montageanlagen, Montagevorgang, Werkzeugen oder dergleichen erforderlich wird.
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Die Bremsbetätigungsabschnitte 33f, 33r sind, ungeachtet ihrer unterschiedlichen Form, im Wesentlichen identisch im Aufbau, so dass hier nachfolgend lediglich der vordere Bremsbetätigungsabschnitt 33f beschrieben wird. Der vordere Bremsbetätigungsabschnitt 33f ist drehbar am Befestigungsbeschlag 30 angeordnet und wird verwendet, um die Segmente der Bremsbacke 41 in Richtung der Bremstrommel 40 zu drücken. Wie in den 8 und 19 dargestellt, weist der vordere Bremsbetätigungsabschnitt 33f einen Betätigungsarm 60 auf, der geeignet ist, am Beschlagkörper 34 des Befestigungsbeschlages 30f montiert zu werden, so dass sich der Betätigungsarm 60 um die Nabenachse 15a dreht; ein Steuerkurvenelement 61, das sich in Einheit mit dem Betätigungsarm 60 dreht; eine Mehrzahl von Rollen 62 (z. B. sechs), die zwischen Steuerkurvenelement 61 und Bremsbacke 41 angeordnet sind und mit diesen jeweils in Kontakt stehen; und ein Rollengehäuse 63, welches die Rollen 62 in Drehrichtung voneinander entfernt hält.
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Der Betätigungsarm 60 ist aus einer Metallplatte hergestellt. Ein Kabelseelen-Montageabschnitt 64 ist lösbar am distalen Ende des Betätigungsarmes 60 angebracht, um das distale Ende der Kabelseele 16f des Bremskabels 14f festzuhalten. Ein Betätigungsarm 60, welcher mittels der Kabelseele 16f über den Kabelseelen-Montageabschnitt 64 betätigt wird, ist mit dem Bremshebel 12f verbunden, der am Lenkstangenabschnitt 4 des Fahrrades montiert ist. Das Basisende des Betätigungsarms 60 ist gebogen und weist ein ein Gegenstück bildendes Loch 60a (8) auf, das ein Gegenstück zur Außenumfangsfläche des Steuerkurvenelementes 61 bildet. Der Betätigungsarm 60 rotiert zwischen einer (in 20 gezeigten) Bremsen-Löseposition und einer (in 21 dargestellten) Bremsposition. Der Betätigungsarm 60 ist in Richtung der Bremsen-Löseposition durch ein zweites Federelement 70 vorgespannt, das die Form einer Torsionsschraubenfeder hat. Das eine Ende des Federelementes 70 wird durch den Beschlagkörper 34 festgehalten, und das andere Ende des Federelementes 70 wird in einem Festhalteloch 60b festgehalten, das im distalen Ende des Betätigungsarms 60 ausgebildet ist. Das zweite Federelement 70 ist durch ein Abdeckelement 35 abgedeckt.
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Wie in 19 dargestellt, ist ein Montageschlitz 65 auf dem distalen Ende des Betätigungsarmes 60 ausgebildet, um den Kabelseelen-Montageabschnitt 64 lösbar zu befestigen. Der Montageschlitz 65 verläuft vom Boden des distalen Endes des Betätigungsarms 60, krümmt sich in Richtung der Drehachse des Betätigungsarms 60, und krümmt sich dann in diagonaler Richtung nach unten. Der Schlitz 64 beinhaltet einen verengten Abschnitt 65a, der beim gekrümmten Abschnitt angeordnet ist, wobei der verengte Abschnitt 65a geringere Breite aufweist als die übrigen Abschnitte. In dieser Ausführungsform weist der verengte Abschnitt 65a eine Breite d2 von 5,4 mm auf, und am hinteren Ende/vorderen Ende eine Breite d1 von 5,9 mm. Ein Montage/Demontage-Bedienabschnitt 60c, der zum Montieren oder Demontieren des Kabelseelen-Montageabschnittes 64 verwendet wird, ist an der Unterseite des Betätigungsarms 60 ausgebildet. Der Montage/Demontage-Bedienabschnitt 60c erleichtert auch das Drehen des Betätigungsarms 60, falls erforderlich, beim Montieren oder Demontieren des Kabelseelen-Montageabschnitts 64 am bzw. vom Betätigungsarm 60.
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Der Kabelseelen-Montageabschnitt 64 weist auf: einen plattenförmigen Armkörper 66, der durch Biegen eines Metallbleches erzeugt ist, einen Rückhalteabschnitt 67, der am Basisende des Armkörpers 66 (das untere Ende in 19) angeordnet ist, und einen Kabelfesthalteabschnitt 68, der am distalen Ende des Armkörpers 66 festgeschraubt ist. Das Basisende des Armkörpers 66 ist zu einer U-Konfiguration gebogen, um einen Beschlagabschnitt 66a zum Haltern des Rückhalteabschnittes 67 zu bilden. Der Rückhalteabschnitt 67 ist im Montageschlitz 65 des Betätigungsarmes 60 lösbar und drehbar befestigt, und ein Kabelfesthalteabschnitt 68 ist zum Festhalten der Kabelseele 16f vorgesehen. Ein Montage/Demontage-Bedienabschnitt 66b, der mit dem Kabelfesthalteabschnitt 68 fluchtet, ist am distalen Ende des Armkörpers 66 ausgebildet. Ein Montage/Demontage-Bedienabschnitt 66b erstreckt sich vom Kabelfesthalteabschnitt 68 weg und krümmt sich dann zur Seite. Die Kabelseele 16f kann somit als Einheit mit dem Kabelseelen-Montageabschnitt 64 entfernt werden, und es ist nicht erforderlich, das Bremsspiel bei jedem Austausch des Laufrades zu justieren. Ebenso kann der Kabelseelen-Montageabschnitt 64, da er ein großes Element ist, leicht mit einer Hand entfernt werden.
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Der Rückhalteabschnitt 67 weist auf: einen gebördelten Rückhaltezapfen 67a, der an einem Beschlagabschnitt 66a befestigt ist, einen an einem Rückhaltezapfen 67a angebrachten Federstift 67b und eine Unterlegscheibe 67c, die derart angeordnet ist, dass sie mit dem Federstift 67b in Kontakt kommt. Der Federstift 67b weist einen an seinem Außenumfang ausgebildeten, sich in axialer Richtung erstreckenden Schlitz auf, und kann durch ein Wickeln eines elastischen Plattenmaterials oder Bleches erzeugt sein. Ein Federstift 67b hat einen Außendurchmesser, der größer ist als der verengte Abschnitt 65a des Montageschlitzes 65, eine Breite, die geringer ist als der Montageschlitz 65 mit Ausnahme des verengten Abschnittes 65a, und einen Innendurchmesser, der größer ist als der Außendurchmesser des Rückhaltezapfens 67a. Wenn der Federstift 67b in den Montageschlitz 65 eingeführt wird, um den Kabelseelen-Montageabschnitt 64 am Betätigungsarm 60 zu befestigen, wird der Federstift 67b leichtgängig in den Eingang des Montageschlitzes 65 eingeführt, wird beim Durchgang durch den verengten Abschnitt 65a des Montageschlitzes 65 in Durchmesserrichtung zusammengedrückt, und erweitert sich dann auf seine ursprüngliche Form, sobald er den verengten Abschnitt 65a passiert hat. Demzufolge erfolgt bei normalem Betrieb keine Bewegung durch den verengten Abschnitt 65a zurück. Wenn man jedoch die zwei Montage/Demontage-Bedienabschnitte 60c, 66b festhält, lässt sich der Rückhalteabschnitt 67 leicht aus dem Befestigungsschlitz herausbewegen, und der Kabelseelen-Montageabschnitt 64 kann leicht vom Betätigungsarm 60 gelöst werden.
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Ein Steuerkurvenelement 61 ist nicht drehbar am Betätigungsarm 60 befestigt, so dass es sich reagierend auf die Rotation des Betätigungsarmes dreht. Wie in den 8, 20 und 21 dargestellt, kann das Steuerkurvenelement 61 ein aus Stahl hergestelltes, dickwandiges rohrförmiges Element sein. Eine Mehrzahl von Steuerkurvenabschnitten 61c ist auf der Außenumfangsfläche des Steuerkurvenelementes 61 ausgebildet. Jeder Steuerkurvenabschnitt 61c weist eine geneigte Steuerkurvenfläche 61a und einen vertieften Abschnitt 61b auf. In dieser Ausführungsform nimmt der Abstand in Durchmesserrichtung einer jeden Steuerkurvenfläche 61a im Uhrzeigersinn in 20 allmählich zu, und die Vertiefungen der vertieften Abschnitte 61b befinden sich unterhalb benachbarter Paare geneigter Steuerkurvenflächen 61a.
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Rollen-Anlageflächen 41d (16), die sich in Durchmesserrichtung nach innen erstrecken, sind an der Innenumfangsfläche an den zwei Enden eines jeden Segmentes der Bremsbacke 41 angeordnet. Die Rollen 62 sind zwischen der Außenumfangsfläche des Steuerkurvenelementes 61 und der Rollen-Anlagefläche 41d der Bremsbacken 41 angeordnet. Die Rollen 62 werden verwendet, um reagierend auf die Drehung des Steuerkurvenelementes 61 gegen die Bremsbacke 41 zu drücken. Die Rollen 62 sind derart in einem Rollengehäuse 63 montiert, dass sie in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet sind, wobei sie reagierend auf eine Drehung des Steuerkurvenelementes 61 zu einer Bewegung in Umfangsrichtung in der Lage sind. Genauer gesagt ist eine Mehrzahl von Rückhaltevorsprüngen 63a (z. B. sechs) im Rollengehäuse 63 ausgebildet. Die Rückhaltevorsprünge 63a sind in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnet und stehen zum Zurückhalten der Rollen 62 in axialer Richtung der Nabe nach außen vor. Das Rollengehäuse 63 wird nicht drehbar am Beschlagkörper 34 festgehalten, und zwar mittels eines Rückhaltevorsprungs 63b, der weiter als die übrigen Rückhaltevorsprünge 63a in Axialrichtung vorsteht. Wie in den 5, 6 und 8 gezeigt, ist ein Schlitz 34g, der in Drehrichtung längliche Form hat, im Beschlagkörper 34 ausgebildet, um ein Gegenstück zu diesem Rückhaltevorsprung 63b zu bilden. Ein drittes Federelement 72 ist zwischen dem Rückhaltevorsprung 63b und den Beschlagkörper 34 angebracht, um das Rollengehäuse 63 im Uhrzeigersinn in 20 vorzuspannen. Somit sind die Rollen 62 relativ zum Beschlagkörper 34 im Wesentlichen feststehend. Das Rollengehäuse 63 ist um die Rollen 62 herum in gleicher Weise wie bei der Bremsfläche 51a mit Fett angefüllt, so dass sich die Rollen 62 reagierend auf die Drehung des Steuerkurvenelementes 61 in Durchmesserrichtung leichtgängig bewegen können. Das Verwenden der Rollen trägt auch dazu bei, eine Verdampfung von Fett sowie Bremsleistungsschwankungen, die durch einen Anstieg der Bremsentemperatur bedingt sind, zu minimieren.
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Die Funktionsweise der Bremsvorrichtungen 13f, 13r wird nachfolgend mit Bezug auf die zuvor beschriebene vordere Bremsvorrichtung 13f beschrieben. Bei montierten Bremskabeln 14f, 14r stehen die Kabelseelen 16f, 16r unter Spannung, und Spiel zwischen der Bremsbacke 41 und der Bremstrommel 40 kann bei nicht betätigten Bremshebeln 12f, 12r mittels des Kabelhüllen-Festhalteabschnittes 22, der an den Bremshebeln 12f, 12r angebracht ist, oder den Kabelhüllen-Befestigungsabschnitten 31f, 31r, die an den Bremsvorrichtungen 13f, 13r angebracht sind, justiert werden. In diesem Zustand bewirkt das Drücken des vorderen Bremshebels 12f, dass die Kabelseele 16f entgegengesetzt zur Federkraft des zweiten Federelementes 70 gezogen wird, so dass sich der Betätigungsarm 60 von der in 20 dargestellten Bremsen-Freigabeposition in die in 21 dargestellte Bremsposition dreht.
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Wenn sich der Betätigungsarm 60 in die Bremsposition dreht, rotiert das Steuerkurvenelement 61 in integraler Weise mit diesem, und die Rollen 62 bewegen sich über die geneigten Steuerkurvenflächen 61a nach oben. Demzufolge werden die Rollen 62 in Durchmesserrichtung nach außen verschoben und drücken die Kontaktflächen 41a der Bremsbacke 41 gegen die Bremsfläche 51a der Bremstrommel 40, entgegengesetzt zur Federkraft des ersten Federelementes 53. Dies erzeugt zu Anfang eine Bremskraft, die zur auf die Bremsbacke 41 einwirkenden Druckkraft proportional ist. Da sich die Bremstrommel 40 zu diesem Zeitpunkt im Gegenuhrzeigersinn von 21 dreht, dreht sich die Bremsbacke 41 ebenfalls geringfügig im Gegenuhrzeigersinn, und das Rollengehäuse 63 rotiert über die Rollen 62 geringfügig in der gleichen Richtung. Dies bewirkt, dass die Rollen 62 weiter in Durchmesserrichtung nach außen verschoben werden und erzeugt eine vergrößerte Bremskraft. Da die Bremsfläche 51 in einer trapezförmigen Konfiguration ausgespart ist und die Kontaktfläche 41a in einer trapezförmigen Konfiguration nach außen vorsteht, nimmt die Reibkontaktkraft zwischen den Reibflächen durch die Keilwirkung zu. Da die Kontaktfläche größer ist als dies zwischen ebenen Umfangsflächen der Fall wäre, ist die Reibkraft größer und erzeugt ein großes Bremsmoment, und zwar in einer Einheit von kompakter Größe. Außerdem wird die pro Oberflächeneinheit erzeugte Wärme auf einem niedrigen Niveau gehalten. Somit ist das Auftreten einer hohen Bremsentemperatur unwahrscheinlich, und Bremskraftschwankungen, die durch einen Anstieg der Bremsentemperatur bedingt sind, können verringert werden.
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Wenn man die Hand vom vorderen Bremshebel 12f löst, kehrt der Betätigungsarm 60 in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft des zweiten Federelementes 70 in die Bremsen-Löseposition zurück. Da sich das Steuerkurvenelement 61 integral mit dem Betätigungsarm 60 dreht, bewegen sich die Rollen 62 entlang der geneigten Steuerkurvenflächen 61a nach unten und die Bremsbacke 41 bewegt sich in Durchmesserrichtung nach innen, in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft des ersten Federelementes 53. Zu diesem Zeitpunkt dreht sich das Rollengehäuse 63 im Uhrzeigersinn, in Übereinstimmung mit der Vorspannkraft des dritten Federelementes 72, und die Bremskraft wird unterbrochen.
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Bei der Montage der Bremstrommel 40 wird die Form des Trommelkörpers 43 und der Kühlscheibe 44 beispielsweise durch ein Druckguss- oder Schmiedeverfahren hergestellt, und die Formen werden dann durch spanende Bearbeitungsverfahren auf die gewünschten Abmessungen fertigbearbeitet. Zu diesem Zeitpunkt hat die Kühlscheibe 44 eine Form wie dargestellt in 7(a), wobei der Verstemm-Befestigungsabschnitt 44d die Form eines Zylinders hat. Die Kühlscheibe 44 wird dann durch einen Presssitz auf der Außenumfangsfläche des Trommelkörpers 43 befestigt. Nach Erzeugen des Presssitzes wird der Verstemm-Befestigungsabschnitt 44d in Richtung der Verstemmfläche 51d in Durchmesserrichtung nach innen umgebogen, um, unter Verwendung einer Rolle oder dergleichen, das Verstemmen der Kühlscheibe 44 auf den Trommelkörper 43 zu bewirken.
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Dann werden die zwei Segmente der Bremsbacken 41 und des ersten Federelementes 53 zusammengebaut und im Trommelkörper montiert, und das verbleibende Segment der Bremsbacke 41 wird so angebracht, dass das erste Federelement 53 in die Gehäusevertiefung 41b eintritt. Der Innenraum kann zu diesem Zeitpunkt mit einer umfangreichen Menge an Fett befüllt werden. Wenn die Montage der Bremsbacke 41 abgeschlossen ist, werden die Segmente der Bremsbacke 41 gegen die Bremsfläche 51a gedrückt, die Rollen 62 werden im Rollengehäuse 63 montiert, und beide werden in Durchmesserrichtung ins Innere der Bremsbacke 41 eingeführt. Der Innenraum kann zu diesem Zeitpunkt weiter mit einer umfangreichen Menge an Fett befüllt werden.
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Dann wird das Steuerkurvenelement 61, an dem der Betätigungsarm 60 befestigt ist, diametral innerhalb der Rollen 62 eingesetzt. Das Rückhalteelement 36 wird am rohrförmigen Abschnitt 34d des Beschlagkörpers 34 befestigt, der Beschlagkörper 34 wird an der Bremstrommel 40 montiert, so dass das Rückhalteelement 36 mit dem auf der Bremstrommel 40 befindlichen ringförmigen Vorsprung 44e in Kontakt kommt, und das Rückhalteelement 37 wird am rohrförmigen Abschnitt 34d des Beschlagkörpers 34 von außen her befestigt, um mit dem ringförmigen Vorsprung 44e in Eingriff zu kommen. Die beiden Arten der Rückhalteelemente 36, 37 verhindern auf diese Weise ein Lösen der Bremstrommel 40. Zum Schluss wird das dritte Federelement 72 zwischen Beschlagkörper 34 und Festhaltevorsprung 63b des Rollengehäuses 63 eingehakt, und das Abdeckelement 35 wird befestigt, um die Montagevorgang abzuschließen. Die Demontagevorgang erfolgt umgekehrt wie gerade beschrieben. Somit kann der Befestigungsbeschlag 30f und die Bremstrommel 40 als Einheit vom Rahmen abgenommen werden, und dann kann die Bremstrommel 40 vom Befestigungsbeschlag 30f abgebaut werden, indem man die Abdeckung 35 entfernt, das Rückhalteelement 37 aus dem rohrförmigen Abschnitt 34d des Beschlagkörpers 34 heraushebelt, und den Beschlagkörper 34 schräg stellt, um das Rückhalteelement 36 aus dem ringförmigen Vorsprung 44e der Bremstrommel 40 zu lösen.
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Wenn das vordere Laufrad 6, auf welches die Bremsvorrichtung 13f montiert ist, in die Vordergabel 3 eingebaut wird, wird das Einsteckelement 19, das auf dem Festhalteabschnitt 34c des Beschlagkörpers 34 der Bremsvorrichtung 13f montiert ist, in den Beschlagbefestigungsabschnitt 25f gedrückt, und die Nabenachse 15a der Nabe 6a wird an der Vordergabel 3 befestigt. Die Sechkant-Hutmuttern 45 werden dann auf beiden Enden der Nabenachse 15a aufgesetzt und mit dem geeigneten Drehmoment angezogen, um die Montage des Vorderrades 6 abzuschließen. Sobald das Vorderrad 6 montiert ist, wird der Kabelseelen-Montageabschnitt 64 durch Einsetzen des Federstiftes 67b in den Montageschlitz 65 auf dem Betätigungsarm 60 montiert.
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Das Vorderrad 6 kann entfernt werden, indem man die zuvor beschriebene Prozedur im Wesentlichen in umgekehrter Richtung ausführt. Jedoch wird, wenn der Kabelseelen-Montageabschnitt 64 entfernt wird, der Montage/Demontage-Bedienabschnitt 60c mit einer Hand gehalten, der Montage/Demontage-Bedienabschnitt 66b wird mit der anderen Hand festgehalten, und der Rückhalteabschnitt 67 des Kabelseelen-Montageabschnittes 64 wird vom Montageschlitz 65 zurückgezogen. Dabei ist eine kleiner Kraftaufwand erforderlich, um den Durchmesser des Federstiftes 67b beim Durchgang durch den verengten Abschnitt 65a zu verengen, jedoch lässt sich das Teil, sobald der verengte Abschnitt passiert wurde, leicht entfernen. Da der Kabelseelen-Montageabschnitt 64 kein kleines Teil ist, anders als dies herkömmlicherweise der Fall war, lässt er sich leicht greifen, sowie leicht montieren und demontieren.
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Auch wenn im Vorhergehenden verschiedene Ausführungsformen der erfinderischen Merkmale beschrieben wurden, können weitere Modifikationen verwendet werden, ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der durch die anliegenden Ansprüche definiert ist. Beispielsweise wurde eine Rollenbremse zum Bremsen der Radnabe beschrieben, jedoch ist die Nabenbremsvorrichtung nicht auf diese eingeschränkt. Die erfinderischen Merkmale lassen sich auch auf eine Trommelbremse zum Bremsen der Nabe anwenden. Die Bremsfläche 51a und die Kontaktfläche 41a haben in der beschriebenen Ausführungsform eine trapezförmige Konfiguration. Auch wenn das Einsteckelement 19 in der beschriebenen Ausführungsform aus einem Metallblech hergestellt wurde, kann das Einsteckelement ohne Weiteres aus einem harten Kunstharz formgegossen werden. Das Verfahren zum Sicken und/oder Verstemmen der Kühlscheibe 44 ist nicht auf das in der vorhergehenden Ausführungsform beschriebene Verfahren eingeschränkt. In der zuvor beschriebenen Ausführungsform war eine Kühlscheibe vorgesehen, auf der ein ringförmiger Vorsprung ausgebildet war, jedoch kann auch die Außenumfangsfläche der Trommelhaupteinheit den ringförmigen Vorsprung aufweisen, wenn keine Kühlscheibe vorgesehen ist. Ebenso ist, auch wenn die Rückhalteelemente 36, 37 durch Biegen befestigt wurden oder sie basierend auf einem elastischen Eingriff befestigt wurden, das Verfahren zum Befestigen der ersten Festhaltevorrichtungen nicht auf diese Optionen eingeschränkt. Man könnte auch ein alternatives Verfahren wie beispielsweise Verschrauben verwenden. In der beschriebenen Ausführungsform war eine zweite Festhaltevorrichtung auf dem Abdeckelement 35 vorgesehen, jedoch kann die zweite Festhaltevorrichtung ebenfalls auf der Beschlaghaupteinheit 34 vorgesehen sein.
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In der zuvor beschriebenen Ausführungsform war ein vorspringendes Bauelement 53a am Ende des ringförmigen ersten Federelementes 53 vorgesehen, wie in 22(A) dargestellt, jedoch kann ein vorspringendes Bauelement 153a im mittleren Abschnitt, nicht am Ende, des ersten Federelementes 153 ausgebildet sein, wie in 22(B) dargestellt. Eine Mehrzahl von vorspringenden Bauelementen 253a kann ebenfalls in Abständen in Umfangsrichtung ausgebildet sein, wie in 22(C) dargestellt. In diesem Fall können die vorspringenden Bauelemente 253a so positioniert sein, dass sie der Abstandsaufteilung der Bremsbackensegmente entsprechen. Die Form der vorspringenden Bauelemente ist nicht auf die Formen eingeschränkt, die in den vorliegenden Zeichnungen dargestellt ist.
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In der zuvor beschriebenen Ausführungsform waren die geneigten Flächen 41e an beiden Enden der Kontaktfläche 41a der Segmente der Bremsbacke 41 ausgebildet, um Fehler während der Herstellung und der Montage zu verhindern, jedoch kann eine geneigte Fläche 41e lediglich an dem in Drehrichtung der Bremstrommel 40 vorderen Ende ausgebildet sein, bei dem ein Ansammeln des Fettes während des Bremsvorgangs wahrscheinlicher ist. Da es wahrscheinlicher ist, dass sich das Fett in Bereichen sammelt, welche der Innenfläche an der Unterseite der Bremstrommel 43 zugewandt sind, können geneigte Flächen 141e, 241e in Richtung zu diesen Bereichen hin geneigt ausgebildet sein, wie in den 23 und 24 dargestellt.
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Größe, Form, Ort und Orientierung der verschiedenen Bauteile können nach Wunsch verändert werden. Bauteile, die als direkt miteinander verbunden oder in Kontakt miteinander stehend dargestellt sind, können zwischen sich angeordnete Zwischenstrukturen aufweisen. Die Funktion eines einzigen Elementes kann durch zwei Elemente ausgeführt werden, und umgekehrt. Die Strukturen und Funktionen dieser einen Ausführungsform können in einer weiteren Ausführungsform verwendet werden. Es ist nicht erforderlich, dass alle Vorteile in einer speziellen Ausführungsform gleichzeitig vorhanden sind.
