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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung betrifft allgemein Scheibenbremsbaugruppen. Insbesondere
betrifft die Erfindung Scheibenbremsbaugruppen für Fahrräder.
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2. Hintergrundinformation
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Fahrrad
fahren wird gerade zunehmend populär, sowohl als Form der Erholung
als auch als Transportmittel. Außerdem hat sich Fahrradfahren
zu einem sehr populären
Wettkampfsport entwickelt. Unabhängig
davon, ob das Fahrrad für
Erholungs-, Transport- oder Wettkampfzwecke verwendet wird, führt die
Fahrradindustrie laufend eine Verbesserung von dessen Bauteilen
durch. Ein spezielles Fahrradbauteil, das in den vergangenen Jahren
umfassend neu gestaltet wurde, ist das Bremssystem von Fahrrädern. Insbesondere
wird die Bremsleistung der Bremssysteme fortlaufend erhöht.
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Es
gibt mehrere Typen von Fahrradbremsvorrichtungen, die im Moment
auf dem Markt verfügbar
sind. Beispiele für
einige übliche
Typen von Fahrradbremsvorrichtungen sind Felgenbremsen, Zangenbremsen
und Scheibenbremsen. Wenn ein Fahrradfahrer nach einem Hochleistungsbremssystem verlangt,
möchte
er typischerweise ein Scheibenbremssystem. Scheibenbremssysteme,
die zwei Bremsscheiben beinhalten, sind in FR-2728321 B1 und GB-2076087
A dargestellt. Eine weitere Scheibenbremsbaugruppe ist von GB-2195407
bekannt, die den Oberbegriff von Anspruch 1 definiert und eine Mehrzahl
von Bremsscheibenelementen aufweist. Scheibenbremssysteme bieten
eine beträchtliche Bremsleistung
im Verhältnis
zur Größe der auf
den Bremshebel aufgebrachten Bremskraft. Außerdem sorgen Scheibenbremssysteme
typischerweise für ein
hohes Beständigkeitsniveau
bei allen Typen von Wetter- und Fahrbedingungen. Selbstverständlich wünschen Fahrer
fortlaufend eine bessere Leistungsfähigkeit von Scheibenbremssystemen,
d. h. Scheibenbremssysteme, die über
ein größere Bremsleistung
verfügen.
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In
Anbetracht des zuvor Gesagten besteht ein Bedarf nach einer Scheibenbremsbaugruppe,
die gegenüber
Scheibenbremsen des Standes der Technik eine größere Bremsleistung aufweist,
ohne dass dabei das Gewicht der Scheibenbremsen wesentlich vergrößert wird.
Die Erfindung zielt auf diesen Mangel des Standes der Technik sowie
weitere Mängel ab,
wie für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervorgeht.
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INHALT DER
ERFINDUNG
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Ein
Ziel der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremsbaugruppe bereitzustellen,
die eine größere Bremsleistung
aufweist.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremsbaugruppe
bereitzustellen, die im Verhältnis
zur Größe der Bremsleistung
relativ kompakt und von geringem Gewicht ist.
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Ein
weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Scheibenbremsbaugruppe
bereitzustellen, die relativ kostengünstig herzustellen ist.
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Die
zuvor erwähnten
Ziele können
im Wesentlichen durch die in Anspruch 1 spezifizierten Merkmale
erzielt werden, wobei eine Scheibenbremsbaugruppe eine Bremssattelbaugruppe,
die ein Bremssattelgehäuse
beinhaltet, und ein Bremsscheibenbauelement aufweist, aufweisend:
ein Trägerelement,
das eine erste Axialseite und eine zweite Axialseite, sowie einen
ersten Befestigungsabschnitt, der konfiguriert ist, um für ein Rotieren
mit einem Drehelement verbunden zu sein, und einen zweiten Befestigungsabschnitt
aufweist, ein erstes Bremsscheibenelement, das mit dem zweiten Befestigungsabschnitt
des Trägerelementes
auf der ersten Axialseite des Trägerelementes
verbunden ist, und ein zweites Bremsscheibenelement, das mit dem
zweiten Befestigungsabschnitt des Trägerelementes auf der zweiten
Axialseite des Trägerelementes
verbunden ist, wobei das zweite Bremsscheibenelement mit Abstand
zum ersten Bremsscheibenelement und im wesentlichen parallel zu
diesem angeordnet ist. Weiter beinhaltet die Bremssattelbaugruppe
ein mittleres Reibungselement, das mit dem Gehäuse beweglich verbunden ist
und zwischen dem ersten und dem zweiten Bremsscheibenelement angeordnet
ist, wobei die ersten und zweiten Bremsscheibenelemente mit dem
Trägerelement
durch Verbindungsstifte verbunden sind und für eine Bewegung relativ zum
Trägerelement
gleitend verschieblich an den Verbindungsstiften montiert sind.
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Das
Bremssattelgehäuse
beinhaltet einen Betätigungskanal
zur Aufnahme eines Betätigungsfluides.
Die Kolbeneinheit ist mit dem Gehäuse zwischen einer Freigabeposition
und einer Bremsposition beweglich verbunden, um eine Bremskraft
auf das erste und das zweite Bremsscheibenelement aufzubringen.
Das erste Reibungselement ist mit dem Gehäuse durch die Kolbeneinheit
beweglich verbunden, um sich zwischen der Freigabeposition und der Bremsposition
zu bewegen. Das zweite Reibungselement ist mit dem Gehäuse verbunden
und im Wesentlichen parallel zum ersten Reibungselement angeordnet.
Das dritte Reibungselement ist mit dem Gehäuse verbunden und im Wesentlichen
parallel zum ersten und zweiten Reibungselement angeordnet.
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Außerdem weist
die Bremssattelbaugruppe ein Bremssattelgehäuse, eine Kolbeneinheit, ein
erstes Reibungselement, ein zweites Reibungselement und ein drittes
Reibungselement auf. Das Bremssattelgehäuse beinhaltet einen Betätigungskanal
zur Aufnahme eines Betätigungsfluides.
Die Kolbeneinheit ist mit dem Gehäuse zwischen einer Freigabeposition
und einer Bremsposition beweglich verbunden. Das erste Reibungselement
ist mit dem Gehäuse durch
die Kolbeneinheit beweglich verbunden, um sich zwischen der Freigabeposition
und der Bremsposition zu bewegen. Das zweite Reibungselement ist
mit dem Gehäuse
verbunden und im Wesentlichen parallel zum ersten Reibungselement
angeordnet. Das dritte Reibungselement ist mit dem Gehäuse verbunden
und im Wesentlichen parallel zum ersten und zweiten Reibungselement
angeordnet.
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Außerdem weist
das Bremsscheibenbauelement ein Trägerelement, ein erstes Bremsscheibenelement
und ein zweites Bremsscheibenelement auf. Das Trägerelement weist einen ersten
Befestigungsabschnitt, der konfiguriert ist, um für eine Rotation
mit einem Drehelement verbunden zu sein, und einen zweiten Befestigungsabschnitt
auf. Das erste Bremsscheibenelement ist mit dem zweiten Befestigungsabschnitt
des Trägerelementes
verbunden. Das zweite Bremsscheibenelement ist mit dem zweiten Befestigungsabschnitt
des Trägerelementes
verbunden. Das zweite Bremsscheibenelement ist mit Abstand zum ersten
Bremsscheibenelement und im Wesentlichen parallel zu diesem angeordnet.
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Außerdem weist
das Bremsscheibenbauelement ein Trägerelement, ein erstes Bremsscheibenelement
und eine Verbindungsbaugruppe auf. Das Trägerelement weist einen ersten
Befestigungsabschnitt, der konfiguriert ist, um für eine Rotation
mit einem Laufrad verbunden zu sein, und einen zweiten Befestigungsabschnitt
auf. Das erste Bremsscheibenelement ist mit dem zweiten Befestigungsabschnitt
des Trägerelementes
verbunden und weist eine mittige Drehachse auf. Die Verbindungsbaugruppe
verbindet das erste Bremsscheibenelement mit dem zweiten Befestigungsabschnitt
des Trägerelementes
für eine
eingeschränkte
Axialbewegung.
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Diese
und weitere Ziele, Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung
gehen für
Fachleute aus der folgenden detaillierten Beschreibung klar hervor, die
in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung offenbart.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Nachfolgend
sei Bezug genommen auf die anliegenden Zeichnungen, welche einen
Teil dieser ursprünglichen
Offenbarung bilden; diese zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines vorderen Abschnittes eines Fahrrades mit einer
mit diesem verbundenen Fahrradscheibenbremsbaugruppe gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
vergrößerte partielle
Seitenansicht einer Fahrradscheibenbremsbaugruppe, die mit der Vordergabel
des Fahrrades verbunden ist, gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung;
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3 eine
vergrößerte partielle
Querschnittansicht der in 1 dargestellten
Fahrradscheibenbremsbaugruppe der Erfindung;
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4 eine
weiter vergrößerte partielle
Querschnittansicht der in 1 dargestellten
Fahrradscheibenbremsbaugruppe der Erfindung;
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5 eine
Seitenkantenansicht des Bremsscheibenbauelementes für die in 1 dargestellte Fahrradscheibenbremsbaugruppe
der Erfindung;
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6 eine
explodierte Seitenkantenansicht des in 5 dargestellten
Bremsscheibenbauelementes;
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7 eine
Seitenansicht des Scheibenträgers
für das
in den 6 und 7 dargestellte Bremsscheibenbauelement;
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8 eine
Querschnittsansicht des Scheibenträgers entlang Schnittlinie 8-8
von 7;
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9 eine
Seitenansicht von einer der in den 5 und 6 dargestellten
Bremsscheiben für
die Scheibenbremsbaugruppe der Erfindung;
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10 eine
erste Seitenansicht des in den 1 und 2 dargestellten
Bremssattels für
die Scheibenbremsbaugruppe der Erfindung;
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11 eine
zweite Seitenansicht des in den 1, 2 und 10 dargestellten
Fahrradscheibenbremssattels für
die Scheibenbremsbaugruppe der Erfindung;
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12 eine
Vorderansicht des in den 2, 10 und 11 dargestellten
Fahrradscheibenbremssattels der Fahrradscheibenbremsbaugruppe der
Erfindung;
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13 eine
Ansicht von hinten des in den 1, 2 und 10 bis 12 dargestellten Fahrradscheibenbremssattels
der Fahrradscheibenbremsbaugruppe der Erfindung;
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14 eine
explodierte Ansicht des in den 1, 2 und 10 bis 13 dargestellten Fahrradscheibenbremssattels
der Scheibenbremsbaugruppe der Erfindung;
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15 eine
Seitenansicht des mittleren Belages und der Führungsplatten, die an dem einen
der Sattelgehäuse
für den
in den 1, 2 und 10 bis 12 dargestellten
Fahrradscheibenbremssattel der Erfindung positioniert sind;
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16 eine
Innenseitenansicht einer ersten Gehäusehälfte des in 1 dargestellten
Fahrradscheibenbremssattels der Fahrradscheibenbremsbaugruppe der
Erfindung;
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17 eine
Innenseitenansicht einer zweiten Gehäusehälfte des in 1 dargestellten
Fahrradscheibenbremssattels der Fahrradscheibenbremsbaugruppe der
Erfindung;
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18 eine
Draufsicht des an der Lenkstange des Fahrrades Bremsbedienmechanismus
gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung; und
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19 ein
schematisches Diagramm der Fahrradscheibenbremsbaugruppe gemäß der in 1 dargestellten
Ausführungsform
der Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGS
FORMEN
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Zu
Anfang Bezug nehmend auf die 1 und 2 ist
ein vorderer Abschnitt eines Fahrrades 10 mit einer mit
diesem verbundenen Scheibenbremsbaugruppe 12 gemäß einer
Ausführungsform der
Erfindung dargestellt. Fahrräder,
wie beispielsweise das Fahrrad 10, sind in der Technik
allgemein bekannt, und daher wird das Fahrrad 10 und seine verschiedenen
Bauelemente hier nicht detailliert erläutert oder dargestellt. Für Fachleute
ist es offensichtlich, dass es sich beim Fahrrad 10 um
einen beliebigen Typ von Fahrrad handeln kann, z. B. ein Mountainbike,
ein Trekkingrad oder ein Straßenfahrrad.
Das Fahrrad 10 ist ein herkömmliches Fahrrad, das im Wesentlichen
einen Fahrradrahmen mit einer Lenkstange 15, eine vordere
und eine hintere Gabel 16 (lediglich die vordere Gabel
ist dargestellt), ein Vorder- und ein Hinterrad 17 (lediglich
das Vorderrad ist dargestellt) und einen (nicht dargestellten) Antriebsstrang
aufweist.
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Auch
wenn lediglich dargestellt ist, dass der vordere Abschnitt des Fahrrades 10 eine
Scheibenbremsbaugruppe 12 aufweist, geht für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass eine zweite oder hintere
Scheibenbremsbaugruppe 12 verwendet werden kann, um das
Hinterrad des Fahrrades 10 zu stoppen. Ebenfalls geht,
auch wenn die Scheibenbremsbaugruppe 12 so dargestellt
ist, als handle es sich um eine fluidgekühlte Bremse, für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass es sich bei der Scheibenbremsbaugruppe 12 nicht
notwendigerweise um eine fluidgekühlte Bremse handeln muss. Außerdem geht
für Fachleute
aus dieser Beschreibung ebenfalls klar hervor, dass verschiedene Änderungen und
Modifikationen an den hier offenbarten Ausführungsformen vorgenommen werden
können,
ohne vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden
Ansprüchen
definiert ist.
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Die
Scheibenbremsbaugruppe 12 beinhaltet im Wesentlichen ein
Kühlsystem 20,
einen Scheibenbremssattel 21, ein Bremsscheibenbauelement 22 und
einen Bremsbedienmechanismus 23. Das Kühlsystem 20 ist im
Wesentlichen an der Vordergabel 16 des Fahrrades 12 angebracht.
In ähnlicher
Weise ist der Scheibenbremssattel 21 ebenfalls an der Vordergabel 16 des
Fahrrades 12 benachbart zum Bremsscheibenbauelement 22 angebracht.
Das Bremsscheibenbauelement 22 ist am Vorderrad 17 fest
angebracht, um sich mit diesem zu drehen. Der Bremsbedienmechanismus 23 ist
vorzugsweise benachbart zum Griffabschnitt der Lenkstange 15 an
der Lenkstange 15 fest montiert. Demgemäß wird der Bremsbedienmechanismus 23 betätigt, um
den Scheibenbremssattel 21 zwischen einer Freigabeposition
und einer Bremsposition zu bewegen. Insbesondere bewegt sich der
Scheibenbremssattel 21 aus einer Freigabeposition, in der
sich das Fahrradlaufrad 17 und das Bremsscheibenbauelement 22 frei
drehen können,
und einer Bremsposition, in der der Scheibenbremssattel 21 eine
Bremskraft auf das Bremsscheibenbauelement 22 aufbringt,
um die Drehung des Fahrradlaufrades 17 und der Bremsscheibe 22 zu stoppen.
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Bezug
nehmend auf die
1 und
19 ist das
Kühlsystem
20 vorzugsweise
gestaltet, um das Auftreten eines Dampfblaseneinschlusses im Inneren
des Scheibenbremssattels
21 zu verhindern. Insbesondere
ist das Kühlsystem
20 vorzugsweise
gestaltet, um als kühlende
Wärmesenke
zu fungieren, die Wärme
vom Scheibenbremssattel
21 abführt. Das Kühlsystem
20 ist detaillierter
in der Europäischen
Patentanmeldung
EP
0971148A1 offenbart, die am 15. März 1999 eingereicht wurde.
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Wie
in 1 dargestellt, beinhaltet das Kühlsystem 20 im
Wesentlichen ein Kühlelement 24,
eine Pumpe 25 und einen Radiator 26. Bei dieser
Ausführungsform
ist das Kühlelement 24 integral
mit einem Abschnitt des Scheibenbremssattels 21 ausgebildet. Selbstverständlich geht
für Fachleute
aus dieser Beschreibung klar hervor, dass es sich beim Kühlelement 24 um
ein abnehmbares Element handeln kann, das mit dem Scheibenbremssattel 21 fest
verbunden ist, um eine kühlende
Wärmesenke
zu erzeugen, die Wärme
vom Scheibenbremssattel 21 abführt.
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Die
Pumpe 2S ist vorzugsweise eine Rotationspumpe, die durch
einen Elektromotor 27 betätigt wird, um Kühlmittel
durch das Kühlelement 24 und den
Radiator 26 zu bewegen. Insbesondere erstreckt sich eine
erste flexible Rohrleitung vom Kühlelement 24 zu
einer Einlassöffnung
des Radiators 26, eine zweite flexible Rohrleitung erstreckt
sich von einer Auslassöffnung
des Radiators 26 zu einer Einlassöffnung der Pumpe 25,
und eine dritte flexible Rohrleitung erstreckt sich von einem Auslass
der Pumpe 25 zum Kühlelement 24.
Demgemäß bilden
diese flexiblen Rohrleitungen einen durchgehenden Leitungsweg zwischen
dem Kühlelement 24,
der Pumpe 25 und dem Radiator 26. Kühlmittel
wird mittels der Pumpe 25 durch die Rohrleitung gedrückt, um
Wärme vom
Kühlelement 24 und
dem Scheibenbremssattel 21 abzuführen.
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Der
Radiator 26 ist vorzugsweise ein herkömmlicher Typ von Radiator,
der einen Leitungsweg mit großer
Oberfläche
beinhaltet, so dass er luftgekühlt
ist. Da der Radiator 26 von relativ herkömmlichem
Aufbau ist, wird der Radiator 26 hier nicht detailliert
beschrieben oder dargestellt. Für
Fachleute ist es klar, dass die Pumpe 25 und/oder der Radiator 26 weggelassen
werden kann. Beispielsweise kann der Lei tungsweg in der Art eines "Kaffeeperkolators" aufgebaut sein,
derart, dass ein selbsttätiges
Zirkulieren des Kühlmittels
durch das Kühlelement 24 erfolgt.
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Bezug
nehmend auf die 5 bis 9 beinhaltet
ein Bremsscheibenbauelement 22 im Wesentlichen einen Scheibenträger 30,
ein Paar von Bremsscheibenelementen 32, die mit dem Außenumfang
des Scheibenträgers 30 durch
acht Verbindungsstifte 34 verbunden sind, acht Schwimmscheiben 36 und
achte Verriegelungsringe 38. Der Scheibenträger 30 weist
eine mittige Öffnung 40 auf,
die Keilzähne
beinhaltet, um mit der Nabe eines Fahrradlaufrades 17 fest
verbunden zu werden. Somit rotiert der Scheibenträger 30 mit
dem Laufrad 17. Der Außenumfang
des Scheibenträgers 30 ist
mit acht Verbindungslöchern 42 versehen,
die Verbindungsstifte 34 aufnehmen, um die Bremsscheibenelemente 32 mit
diesem schwimmend zu verbinden. Mit anderen Worten sind die Bremsscheibenelemente 32 mit
dem Scheibenträger 30 verbunden,
um eine Bewegung der Bremsscheibenelemente 32 in axialer
Richtung auf den Verbindungsstiften 34 zu ermöglichen.
Das Ausmaß der
Axialbewegung der Bremsscheibenelemente 32 beträgt vorzugsweise
ca. 0,50 mm bis ca. 0,60 mm je Bremsscheibenelement 32.
Demgemäß weist
das Bremsscheibenbauelement 32 die doppelte Bremsoberfläche auf
wie eine einfache Bremsscheibe gleicher Größe. Diese Anordnung führt dazu, dass
das Bremsscheibenbauelement 32 die doppelte Anhalteleistung
wie eine herkömmliche
Bremsscheibe ähnlicher
Größe hat.
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Wie
am besten aus 9 zu ersehen, sind die Bremsscheibenelemente 32 vorzugsweise
ringförmige
Elemente mit einer Mehrzahl von Belüftungslöchern 44 und acht
Verbindungslöchern 46 zur
Aufnahme von Verbindungsstiften 34. Die Bremsscheibenelemente 32 sind
auf gegenüberliegenden
Seiten des Scheibenträges 30 positioniert,
derart, dass die nach innen weisenden Flächen der Bremsscheibenelemente 32 axial
mit Abstand relativ zueinander angeordnet sind.
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Wie
aus den 5 und 6 zu ersehen, sind
die Verbindungsstifte 34 mit einem Kopf versehene Stifte
mit einem Flansch 48 an dem einen Ende und einer ringförmigen Nut 49 am
anderen Ende. Die Nuten 49 der Stifte 34 nehmen
Verriegelungsringe oder Scheiben 38 auf, um die Bremsscheibenelemente 32 am
Außenumfang
des Scheibenträgers 30 fest
anzubringen. Die Schwimmscheiben 36 befinden sich zwischen
der nach außen
weisenden Fläche
des einen der Bremsscheibenelemente und der gegenüberliegenden
Fläche
der Verriegelungsringe 38. Durch Entfernen oder Verändern der
Dicke der Schwimmscheiben 36 kann das Ausmaß des axialen Schwimmens
oder der Bewegung der Bremsscheibenelemente 32 eingestellt
werden.
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf die 10 bis 17 wird
ein Scheibenbremssattel 21 detaillierter beschrieben. Der
Scheibenbremssattel 21 ist mit der Gabel 16 benachbart
zum Bremsscheibenbauelement 22 fest angebracht, um eine
Klemmkraft aufzubringen, und um die Rotation des Fahrradlaufrades 17 und
des Bremsscheibenbauelementes 22 zu stoppen. Der Scheibenbremssattel 21 beinhaltet im
Wesentlichen ein Gehäuse 50,
eine Kolbeneinheit 51, drei Reibbeläge 53a, 53b und 53c,
und ein Kühlelement 24,
das mit dem Gehäuse 20 integral
ausgebildet ist. Der Scheibenbremssattel 21 ist im Wesentlichen
ein herkömmlicher
Scheibenbremssattel, abgesehen davon, dass ein Kühlsystem 20 mit diesem verbunden
wurde, um Wärme
von diesem abzuführen,
und für
eine größere Anhalteleistung
wurde ein mittlerer Reibbelag 53c hinzugefügt. Insbesondere sind,
abgesehen davon, dass das Kühlelement 24 und
der mittlere Reibbelag 53c zum Scheibenbremssattel 21 hinzugefügt wurde,
die Struktur und Funktion des Scheibenbremssattels 21 relativ
herkömmlich.
Daher werden herkömmliche
Aspekte des Scheibenbremssattels 21 hier nicht detailliert
erläutert
oder dargestellt.
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Wie
aus den 10 bis 17 zu
ersehen, ist das Gehäuse 50 vorzugsweise
aus einem wärmeleitenden
Material aufgebaut, das die Wärme
ohne Weiteres auf das Kühlmittel übertragen
kann. Beispielsweise kann das Gehäuse 50 aus Aluminium aufgebaut
sein. Das Gehäuse 50 beinhaltet
eine erste Gehäusehälfte 52a,
eine zweite Gehäusehälfte 52b,
einen oberen Reibbelaghalter 55a und einen unteren Reibbelaghalter 55b,
die miteinander in herkömmlicher
Weise verschraubt sind. Für
alle praktischen Zwecke sind die erste und die zweite Gehäusehälfte 52a und 52b von
im Wesentlichen identischem Aufbau, abgesehen davon, dass an der
Gehäusehälfte 52a das
Kühlsystem 20 angebracht
ist, und an der zweiten Gehäusehälfte 52b ein
Bremsbe dienmechanismus 23 angebracht ist, um der ersten und
der zweiten Gehäusehälfte 52a und 52b ein
Betätigungsfluid
zuzuführen.
Auch weist die zweite Gehäusehälfte 52b ein
Paar von sich nach außen
erstreckenden Flanschen auf, die ein Befestigungselement 54 bilden,
um den Scheibenbremssattel 21 mit der Gabel 16 des
Fahrrades 10 zu verschrauben.
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Wie
am besten aus den 12, 13 und 15 zu
ersehen, sind der obere und der untere Reibbelaghalter 55a und 55b zwischen
der ersten und der zweiten Gehäusehälfte 52a und 52b verbunden,
um den mittleren Reibbelag 53c zwischen diesen zu lagern.
Der mittlere Reibbelag 53c ist zwischen der ersten und
der zweiten Gehäusehälfte 52a und 52b schwimmend
gelagert. Wenn die Gehäusehälften 52a und 52b und
der Belaghalter 55a und 55b alle miteinander verschraubt
sind, sind ein Paar von Bremsscheibenschlitzen zwischen diesen ausgebildet,
um die Bremsscheibenelemente 32 aufzunehmen, d. h. zwischen
den Reibbelägen 53a, 53b und 53c.
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Wie
aus den 16 und 17 zu
ersehen, weist eine erste Gehäusehälfte 52a einen
Kühlhohlraum
oder eine -zone 56a, ein Paar von kreisförmigen Kolbenaussparungen 57a und
einen innenliegenden Fluidbetätigungskanal 58 auf.
In ähnlicher Weise
weist die zweite Gehäusehälfte 52b einen Kühlmittelhohlraum
oder eine -zone 56a, ein Paar von Kolbenaufnahmeaussparungen 57b und
einen innenliegenden Fluidbetätigungskanal 58b auf.
Hohlräume
oder Zonen 56a und 56b bilden eine große Kühlkammer.
Vorzugsweise kann das Kühlelement 24 zumindest
ungefähr
10 cm3 bis ungefähr 20 cm3 Kühlmittel
aufnehmen.
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Der
Kühlhohlraum
oder die -zone 56a ist eine große Kammer, die eine Einlassöffnung 60 und
eine Auslassöffnung 62 aufweist.
Die Einlassöffnung 60 ist
vorzugsweise eine Gewindebohrung, die eine Verbindungseinrichtung 64 aufnimmt,
um eine Rohrleitung mit dieser zu verbinden. Die Auslassöffnung ist ebenfalls
vorzugsweise eine Gewindebohrung, die eine mit diesem verbundene
Auslassverbindungseinrichtung 66 aufweist, um eine Kühlmittelrohrleitung mit
dieser zu verbinden. Die Verbindungseinrichtungen 64 und 66 sind
vorzugsweise mit Einwegventilen oder Rückschlagventilen versehen,
die erlauben, dass das Fluid oder Kühlmittel in die Kühlhohlräume 56a und 56b durch
die Einlassöffnung 60 hineinströmt und durch
die Auslassöffnung 62 aus
den Kühlhohlräumen 56a und 56b herausströmt.
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Der
innenliegende Fluidbetätigungskanal 58a erstreckt
sich zwischen der kreisförmigen
Kolbenaussparung 57a und dem innenliegenden Fluidbetätigungskanal 58b der
zweiten Gehäusehälfte 52b.
Mit anderen Worten fließt
das Betätigungsfluid vom
Bremsbedienmechanismus 23 in die zweite Gehäusehälfte 52b und
dann in die innenliegenden Fluidbetätigungskanäle 58a und 58b,
um die Kolbeneinheit 51 zu betätigen.
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Die
zweite Gehäusehälfte 52b weist
eine erste Gewindeöffnung 68 auf,
die sich in Fluidverbindung mit dem innenliegenden Fluidbetätigungskanal 55b befindet.
Die Öffnung 68 ist
ausgelegt, um über eine
Verbindungseinrichtung 69 eine Hydraulik- oder Betätigungsfluidrohrleitung 86 mit
dieser zu verbinden. Eine zweite Öffnung 70 ist ebenfalls
vorgesehen, um einen Entlüftungsnippel 71 verschraubbar aufzunehmen.
Die Öffnung 70 befindet
sich in Fluidverbindung mit dem innenliegenden Fluidbetätigungskanal 58b,
derart, dass überschüssige Luft
aus dem Betätigungssystem
entfernt werden kann. Der innenliegende Fluidbetätigungskanal 58b verbindet die
Kolbenaussparungen 57b untereinander, um Betätigungsfluid
oder Hydraulikfluid zur Betätigung
der Kolbeneinheit 51 aufzunehmen.
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Wie
aus den 10, 11 und 13 zu ersehen,
sind die Reibbeläge 53a, 53b und 53c alle zwischen
den Gehäusehälften 52a und 52b durch
einen Bolzen 59 beweglich verbunden. Demgemäß kann die
Kolbeneinheit 51 die Reibbeläge 53a und 53b zum
mittleren Reibbelag 53c hin bewegen, um mit den Bremsscheibenelementen 32 in
Reibungseingriff zu kommen. Der mittlere Reibbelag 53c ist schwimmend
zwischen den Reibbelägen 53a und 53b gelagert.
Für Fachleute
geht aus dieser Beschreibung klar hervor, dass die Erfindung angepasst werden
kann, um mit einem Bremssystem verwendet zu werden, bei dem der
eine der am Ende befindlichen Reibbeläge fest an der Gehäusehälfte angebracht
ist, hingegen der am anderen Ende befindliche Reibbelag und der
mittlere Reibbelag von der Kolbeneinheit zum feststehenden Reibbelag
hin gedrückt
wird.
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Wie
aus 15 zu ersehen, weist der obere Reibbelaghalter 55a einen
Befestigungsabschnitt 72a und einen Halteabschnitt 73a auf.
Der Befestigungsabschnitt 72a weist ein Paar von Bolzenlöchern 74a,
einen Hydraulikfluidkanal 75a und einen Kühlmittelkanal 76a auf.
Der Befestigungsabschnitt 72a ist zwischen den Gehäusehälften 52a und 52b eingespannt,
und zwar mittels Bolzen, die sich durch die Bolzenlöcher 74a hindurch
erstrecken. Der Hydraulikkanal 75a verbindet die innenliegenden
Fluidkanäle 58a und 58b der
ersten und der zweiten Gehäusehälfte 52a und 52b.
Der Kühlmittelkanal 76a verbindet
die Kühlhohlräume 56a und 56b,
so dass ein durchgängiger
Kühlmittelhohlraum
zwischen diesen gebildet wird. Der Halteabschnitt 73a des
oberen Reibbelaghalters 55a ist dünner als der Befestigungsabschnitt 72a zur
Aufnahme der Bremsscheibenelemente 32. Am freien Ende des
Halteabschnittes 73a befindet sich ein Hakenelement 77a,
das ein Rotieren des mittleren Reibbelages 53c um den Befestigungsbolzen 59 verhindert.
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Der
untere Reibbelaghalter 55b ist ähnlich zum oberen Reibbelaghalter 55a,
abgesehen davon, dass er nicht den Hydraulikkanal oder den Kühlmittelkanal
aufweist. Der untere Reibbelag 55b beinhaltet einen Montageabschnitt 72b und
einen Halteabschnitt 73b. Der Montageabschnitt 72b weist
ein Paar von Bolzenlöchern 74b auf,
um den unteren Reibungsbelaghalter 55b zwischen den Gehäusehälften 52a und 52b fest
anzubringen. Der Halteabschnitt 73a ist dünner als
der Befestigungsabschnitt 72b zur Aufnahme der Bremsscheibenelemente 32. Ein
Hakenelement 77b ist am freien Ende des Halteabschnittes 73b ausgebildet,
um ein Rotation des mittleren Reibbelages 53c um den Befestigungsbolzen
zu verhindern.
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Wie
aus 14 zu ersehen, beinhaltet die Kolbeneinheit 51 vorzugsweise
vier Kolben 79, die mit den Reibbelägen 53a und 53b in
Eingriff sind. Die Kolben 79 sind gleitend verschieblich
in den Kolbenaussparungen 57a und 57b für eine Bewegung
zwischen einer Freigabeposition und einer Bremsposition aufgenommen.
Die Reibbeläge 53a und 53b befinden
sich an den freien Enden der Kolben 79 für eine Bewegung
mit diesen. Mit anderen Worten erfolgt, wenn sich die Kolben 79 von
einer Freigabeposition in eine Bremsposition bewegen, ebenfalls
eine Bewegung der Reibbeläge 53a und 53b aus
einer Freigabeposition in eine Bremsposition. In der Bremsposition
kommen die Reibbeläge 53a, 53b und 53c mit
den Bremsscheibenelementen 32 in Reibungseingriff, um die
Rotation der aus Bremsscheibe 22 und Laufrad 17 bestehenden
Baugruppe zu stoppen. In der Freigabeposition sind die Reibbeläge 53a, 53b und 53c mit
Abstand von den Bremsscheibenelementen 32 angeordnet, um
zu ermöglichen,
dass sich das Bremsscheibenbauelement 22 und das Laufrad 17 zwischen
diesen frei dreht. Die Kolben 79 und die Reibbeläge 53a und 53b werden
aus ihren Freigabepositionen in die Bremspositionen bewegt, dadurch,
dass das Betätigungs-
oder Hydraulikfluid eine Kraft auf die Kolben 79 aufbringt.
Insbesondere wird, wenn der Bremsbedienmechanismus 23 betätigt wird,
das Betätigungsfluid
unter Druck gesetzt, so dass die Kolben 79 und die Reibbeläge 53a und 53b zum
Bremsscheibenbauelement 22 gedrängt werden. Alternativ können die
Kolben 79 anstatt durch das Betätigungsfluid durch ein Kabel
betätigt
werden.
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Wenn
der Bremssattel 21 mit der Vordergabel 16 verbunden
ist, wie in den 1 und 2 dargestellt,
ist das Kühlelement 24 vorzugsweise
an dem in Rotationsrichtung hinteren Ende des Scheibenbremssattels 21 positioniert.
Mit anderen Worten drehen sich, wie aus 1 zu ersehen,
die Scheibenbremselemente 32 im Gegenuhrzeigersinn, derart,
dass das Kühlelement 24 bezogen
auf die Drehrichtung der Bremsscheibenelemente 32 auf dem Scheibenbremssattel 21 hinten
positioniert ist. Dies ermöglicht,
dass die Wärme
vom in Drehrichtung hinteren Ende des Bremssattels schneller abgeführt wird,
da dies die Zone ist, in die das Betätigungsfluid zugeführt wird,
sowie auch die Zone erhöhter
Temperatur.
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Nachfolgend
Bezug nehmend auf die 18 und 19 wird
der Bremsbedienmechanismus 23 detaillierter beschrieben.
Im Wesentlichen ist der Bremsbedienmechanismus 23 gestaltet,
um den Scheibenbremssattel 21 zu betätigen, um eine Zwangsgreifwirkung
auf das Bremsscheibenbauelement 22 aufzubringen, um so
die Rotation des Vorderrades 17 zu stoppen. Der Bremsbedienmechanismus 23 beinhaltet
im Wesentlichen einen Bremshebel 80, einen Hydraulik- oder
Hauptzylinder 81, einen Hydraulik- oder Hauptkolben 82,
und einen Betätigungsfluidbehälter 83.
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Vorzugsweise
ist der Bremsbedienmechanismus 23 eine einzelne Einheit,
die an der Lenkstange 15 angebracht ist. Insbesondere beinhaltet
der Bremshebel 80 einen Befestigungsabschnitt 84 und einen
Hebelabschnitt 85. Der Befestigungsabschnitt 84 ist
ausgelegt, um an der Lenkstange 15 in herkömmlicher
Weise festgeklemmt zu werden. Der Befestigungsabschnitt 84 ist
integral mit dem Hauptzylinder 81 ausgebildet, derart,
dass der Hauptzylinder 81, der Hauptkolben 82 und
der Betätigungsfluidbehälter 83 alle
auf dem Befestigungsabschnittt 84 des Bremshebels 80 gelagert
sind. Der Hebelabschnitt 85 ist mit dem Befestigungsabschnitt 84 für eine Bewegung
zwischen einer Freigabeposition und einer Bremsposition schwenkbar
verbunden. Normalerweise wird der Hebelabschnitt 85 in
herkömmlicher
Weise in einer Freigabeposition gehalten, beispielsweise durch eine
(nicht dargestellte) Rückstellfeder.
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Der
Hauptkolben 82 ist im Hauptzylinder 81 in herkömmlicher
Weise beweglich angebracht. Insbesondere ist der Betätigungsfluidbehälter am Hauptzylinder 81 und
in Fluidkommunikation mit der Innenbohrung des Hauptzylinders 81 angebracht,
um diesem ein Betätigungsfluid
zuzuführen.
Der Hauptkolben 82 ist an dem einen Ende mit dem Hebelabschnitt 85 verbunden,
um den Hauptkolben 82 im Hauptzylinder 81 in axialer
Richtung zu bewegen. Demgemäß verursacht
eine Betätigung
des Hebelabschnittes 85, dass sich der Hauptkolben 82 in
axialer Richtung im Hauptzylinder 81 bewegt. Diese Bewegung
des Hauptkolbens 82 im Hauptzylinder 81 lenkt
den Fluiddruck durch eine Hydraulikleitung 86, die mit
dem Scheibenbremssattel 21 verbunden ist. Somit bewirkt
das unter Druck gesetzte Betätigungsfluid,
dass sich die Kolben 74 und die Reibbeläge 53a und 53b bewegen,
so dass die Reibbeläge 53a, 53b und 53c mit
den Bremsscheibenelementen 32 in Eingriff kommen, um die
Rotation des Laufrades 17 zu stoppen.
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Auch
wenn hier lediglich eine Ausführungsform
ausgewählt
wurde, um diese Erfindung zu erläutern,
geht für
Fachleute aus dieser Beschreibung klar hervor, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen in dieser vorgenommen werden können, ohne
vom Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, der in den anliegenden
Ansprüchen
definiert ist. Außerdem
dient die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung
lediglich zu Darstellungszwecken und nicht dem Zweck einer Einschränkung der
Erfindung, die durch die anliegenden Ansprüche und deren Äquivalente
definiert ist.
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Zusammenfassend
gesagt, ist eine Fahrradscheibenbremsbaugruppe mit einem Bremsscheibenträger, mit
einem Paar von schwimmenden Bremsscheiben und einem Fahrradscheibenbremssattel
mit drei Reibbelägen
ausgerüstet.
Der zentrale oder mittlere Reibbelag ist ein schwimmend angeordneter
Reibbelag. Der Fahrradscheibenbremssattel kann mit einem Kühlsystem
versehen sein, das Wärme
vom Betätigungsfluid
abführt.
Der Fahrradscheibenbremssattel weist auch ein Gehäuse mit
einer Kolbeneinheit auf. Das Gehäuse
weist ein Rahmenbefestigungselement auf, das dimensioniert ist,
um mit einem Abschnitt des Fahrradrahmens verbunden zu werden. Die
Kolbeneinheit ist mit dem Gehäuse zwischen
einer Freigabeposition, in welcher die Kolbeneinheit mit Abstand
von einer Bremsscheibe angeordnet ist, die an einem Laufrad eines
Fahrrades angebracht ist, und einer Bremsposition bewegbar, in der
die Kolbeneinheit mit der Bremsscheibe des Fahrradlaufrades in Eingriff
ist. Das Kühlelement weist
eine Kühlzone
zur Aufnahme eines Kühlmittels auf,
um eine Kühlmittelwärmesenke
zu erzeugen, die Wärme
vom Gehäuse
abführt.
Das Gehäuse
kann einen Betätigungskanal
aufweisen, der sich in Fluidverbindung mit der Kolbeneinheit befindet,
um die Kolbeneinheit mittels eines Betätigungsfluides zu bewegen.
Alternaiv kann anstelle des Betätigungsfluids ein
Kabel zur Betätigung
der Kolbeneinheit verwendet werden.