26. Mai 2000 Mavic S.A. S33769GBM Al/Ha/bb
Fahrradnabe, vorgesehen um mit einer Bremsscheibe ausgestattet zu werden
Die Erfindung betrifft eine Fahrradnabe, die vorgesehen ist, mit einer Bremsscheibe ausgestattet zu werden. Die Erfindung betrifft auch die mit einer Scheibe ausgestattete Nabe sowie das gesamte Rad, welches die Nabe und die Scheibe aufweist.
Eine derartige Nabe weist auf bekannte Weise eine Achse und einen um die Achse bewegbaren Nabenkörper mit zwei seitlichen Flanschen auf, die für das Befestigen von Speichen vorgesehen sind.
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Das Problem für eine derartige Nabe ist die Montage der Scheibe an den Nabenkörper. Tatsächlich haben die momentan auf dem Markt verfügbaren Scheiben nicht alle dieselbe Anordnung von Montageschrauben. Wünscht man mehrere Scheibenmodelle auf eine gleiche Nabe anpassen zu können, ist es notwendig, seine Zuflucht bei einem Satz von Abstandsstücken zu nehmen. Jeder Adapter dieses Satzes ist mit zwei Gesamtheiten von Bohrungen ausgestattet, wobei die eine dieselbe Anordnung wie der der Nabe, die andere dieselbe Anordnung wie der der Scheibe aufweist. Die Montagebohrungen für die Nabe sind im allgemeinen in ihrer Zahl geringer und über einen kleineren Kreis verteilt, als die Montagebohrungen für die Scheibe. Aus diesem Grund sind die Belastungen auf die Montageschrauben des Adapters an die Nabe viel höher als die auf die anderen Schrauben.
Eine andere Lösung besteht darin, die Nabe für einen bestimmten Scheibentyp zu entwerfen. In diesem Fall weist einer der Flansche der Nabe Befestigungsöffnungen mit derselben Anordnung wie die Öffnungen der Scheibe auf. Jedoch löst dies
nicht das Verankerungsproblem der Schrauben. Tatsächlich ist es notwendig, zwischen dem Flansch und der Scheibe eine Materialschicht vorzusehen, die ausreichend ist, um die Verankerung der Schrauben zuzulassen. Tatsächlich erfüllt diese Materialschicht dieselbe Funktion wie der Adapter, abgesehen davon, daß sie ein einziges Teil mit dem Nabenkörper bildet, anstelle von angefügt zu sein.
In den zwei Fällen ist der auf der Seite der Scheibe gelegene Flansch ins Innere der Nabe um einen Abstand verlegt, der im ganzen genommen der Länge der Schrauben entspricht. Aufgrund dieser Tatsache ist der von dieser Seite durch das Speichenbündel gebildete Schirm stärker geschlossen. Der Regenschirm stellt bildlich die durch die Speichen der Schicht gebildete Fläche dar, wobei der Stiel des Schirms die Nabe des Rades ist. Die Speichen der zwei Schichten haben eine unausgeglichene Spannung, woraus ein Verlust lateraler Steifigkeit des Rades resultiert.
Aufgrund der Verlagerung des Flansches ins Innere der Nabe ist der Adapter oder das Zwischenstück einer starken Torsionsbelastung unterworfen, im Fall eines scharfen Bremsens.
Die Erfindung beabsichtigt, die Naben, die für eine Bremsscheibe vorgesehen sind, zu verbessern, durch Erleichtem der Montage von mit diesen Naben ausgestatteten Rädern und durch Verbessern ihrer Steifigkeit.
Die Nabe gemäß der Erfindung beinhaltet einen Nabenkörper mit einem medianen Abschnitt und zwei seitlichen Befestigungsflanschen für Speichen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe von der für das Befestigen der Scheibe vorgesehenen Seite einen Flansch mit einer Anzahl von Zähnen, die gleich oder größer als die Anzahl von Montageschrauben der Scheibe an die Nabe festgelegt ist, daß die Zähne eine vergrößerte Basis aufweisen, wobei die Basis zumindest eines Teils der Zähne mit einem mit Gewinde versehenen Bohrung gebohrt ist, die für die Montage der Scheibe an die Nabe vorgesehen ist.
Vorzugsweise weist die Nabe sechs Zähne auf, und die fraglichen Öffnungen sind längs eines Umfangs von vierundvierzig Millimetern des um die Achse der Nabe zentrierten Durchmessers verteilt. Dank dieser Anordnung ist die Scheibe direkt auf dem Flansch fixiert, ohne daß ein Adapter oder ein dazwischenliegendes Zwischenstück notwendig ist. Die Montage der Räder ist dadurch vereinfacht. Darüber hinaus gewinnt der Flansch mit seinen Befestigungsmitteln für die Speichen, die gegen die Scheibe an das Rad anliegen, an Steifigkeit.
Die mit der Scheibe ausgestattete Nabe weist eine Bremsscheibe, die in ihrem zentralen Abschnitt mit einer Mehrzahl von Bohrungen versehen ist, die über einen Umfang verteilt sind und für die Montage der Scheibe an die Nabe vorgesehen sind, einen Nabenkörper mit einem medianen Abschnitt und zwei seitliche Befestigungsflansche für Speichen auf. Die Gesamtheit ist dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe von der für die Befestigung der Scheibe von der vorgesehenen Seite ein Flansch mit einer Anzahl von Zähnen aufweist, festgelegt gleich oder größer als die Zahl von Bohrungen der Scheibe, daß die Zähne eine vergrößerte Basis aufweisen, wobei die Basis zumindest eines Teils der Zähne mit einer mit Innengewinde versehenen Bohrung gebohrt sind, die für die Montage der Scheibe an die Nabe vorgesehen ist.
Die Erfindung betrifft ebenso ein Vorder- oder Hinterrad für ein Fahrrad mit Speichen, das eine wie zuvor definierte Nabe aufweist.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die nachfolgende Beschreibung und auf die angefügten Zeichnungen, die einen integralen Teil derselben darstellen, besser verständlich.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorderradnabe gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine Bremsscheibe.
Fig. 3 stellt die Nabe von Fig. 1 von der Seite gesehen dar.
Fig. 4 ist eine Ansicht der Nabe von Fig. 1, die mit einer Bremsscheibe ausgestattet ist.
Fig. 5 bezieht sich auf eine Ausführungsvariante.
Fig. 6 stellt in Vorderansicht und in teilweiser Schnittansicht eine Hinterradnabe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung dar.
Die in Fig. 1 dargestellte Nabe 1 ist für ein Vorderrad vorgesehen. Sie weist einen Nabenkörper 2 auf, der in Drehung um eine Welle 4 bewegbar vorgesehen ist, fest mit der Gabel des Fahrrads verbunden zu sein. Die in Fig. 1 dargestellte Nabe mißt 100 mm zwischen den Schultern 4a und 4b, und jenseits der Schultern weist die Welle zwei seitliche Verlängerungen mit 9 mm im Durchmesser auf, die dafür vorgesehen sind, mit den Einkerbungen der Arme der Gabel in Eingriff zu sein.
Der Nabenkörper 2 weist einen mittleren drehzylindrischen Abschnitt 5 und zwei seitliche Flansche 6 und 7 auf, die für das Befestigen von Speichen vorgesehen sind. Auf bekannte Weise ist der Nabenkörper hohl und er umschließt jedes geeignete Mittel, wie z.B. Kugellager, um seine freie Drehung um die Welle 4, die ihn durchquert, sicherzustellen, und jedes geeignete Mittel, um das Laufspiel der Kugellager einzustellen.
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Die Flansche 6 und 7 sind mit Zähnen 8a, 8b, 8c ... für den Flansch 6 und 9a, 9b, 9c ... für den Flansch 7 versehen. Die Zähne sind auf radiale Weise orientiert. Sie weisen jeweils drei parallele Wände, gekennzeichnet mit 10a, 10b, 10c für die Scharte 9a auf. Die parallelen Wände sind in zur axialen Richtung der Nabe senkrechten Ebenen orientiert und sie definieren zwischen sich zwei Rillen, die dafür vorgesehen sind, Speichen vom geraden Typ in einer entgegengesetzten Position aufzunehmen, wobei der Kopf der Speichen gegen die seitlichen Flanken des Zahnes anstößt. Auf diese Weise sind die Speichen im wesentlichen tangential zu den zwei Flanschen. Die Zähne der zwei Flansche sind im Winkel, die einen in Bezug zu den anderen verschoben, um eine regelmäßige Verteilung der Befestigungspunkte der Speichen der zwei Bündel auf der Felge zuzulassen. Dies ist dem Fachmann bekannt.
Eine Bremsscheibe 10 ist in Fig. 2 dargestellt. Es handelt sich um eine Scheibe bekannten Typs, deren Dicke von der Größenordnung von 2 Millimeter ist und deren Durchmesser von der Größenordnung von 150 Millimeter ist. Sie weist einen äußeren kreisförmigen Kranz 11 auf mit zwei seitlichen Bremsbahnen. In der Mitte weist sie einen zweiten Kranz 12 auf, der mit einer zentralen Bohrung 13 für den Durchgang der Welle 4 der Nabe durchbohrt ist. Die zwei Kränze sind durch radiale Arme 14a, 14b verbunden. Selbstverständlich ist die Konstruktion der Scheibe nicht beschränkend, und andere Konstruktionen können geeignet sein.
Vorzugsweise weist der zentrale Kranz 12 sechs Bohrungen 16a, 16b, 16c, 26d, 16e, 16f auf, die regelmäßig längs eines Umfangs von vierundvierzig Millimetern im Durchmesser, zentriert um die Mitte der Scheibe, verteilt sind. Diese Bohrungen sind vorgesehen, die Montageschrauben der Scheibe an der Nabe aufzunehmen. Die Anzahl und die Position der Bohrungen sind bekannt und finden sich in mehreren Modellen von momentan auf dem Markt erhältlichen Bremsscheiben wieder.
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Erfindungsgemäß ist der Nabenkörper 2 vorgesehen, die Scheibe aufzunehmen, die direkt gegen einen ihrer Flansche, in diesem Fall der Flansch 7, angelegt ist. Darüber hinaus ist es vorgesehen, daß die Montageschrauben nicht mehr in einem dazwischenliegenden Zwischenstück verankert sind, sondern direkt im Körper des Flansches. Bei der veranschaulichten Ausführungsform weist der Flansch 7 eine obere Breite von 15 mm auf. Diese Dicke ist bei weitem ausreichend, um dort mit Innengewinde versehene Bohrungen, die für die Verankerung von Schrauben der Scheibe vorgesehen sind, aufzunehmen. Eine andere Zahndicke könnte ebenso geeignet sein, vorausgesetzt, daß diese die Verankerung von für die Montage der Scheibe vorgesehenen Schrauben zuläßt.
Überdies belegt der Flansch 7 längs der Achse der Nabe eine ungefähr zu jeder des anderen Flansches im Verhältnis zur Mitte der Nabe symmetrische Position.
Im Verhältnis zu einer herkömmlichen Nabe, die für eine Scheibe vorgesehen ist, ist die Verlagerung ins Innere des Flansches 7 weniger wichtig. Bei der veranschaulichten Ausführungsform befindet sich die äußere Fläche 7a des Flansches 7 16 Millimeter von dem mit einer Schulter versehenen.Ende 4a der Nabe. Für eine herkömmliche Nabe wäre diese Entfernung von der Größenordnung von 25 MiI-limetern. Die äußere Stirnfläche 7a ist längs zur axialen Richtung der Welle senkrechten Ebene ausgerichtet. In dem zentralen Teil des Flansches befindet sich eine kegelstumpfartige Scheibe 18, deren äußerer Durchmesser im wesentlichen gleich dem inneren Durchmesser des zentralen Kranzes 12 der Scheibe ist. Diese Zahlen sind nur beispielhaft. Die äußere Stirnfläche 7a kann bei einem Abstand von 15 bis 20 Millimetern von der am Ende der Nabe gelegenen Schulter 4a angeordnet sein, vorzugsweise 15 bis 18 Millimeter.
Der Durchmesser über alles des Flansches 7 ist vorzugsweise größer als der Durchmesser über alles des Flansches 6, und die Zähne 9a, 9b, 9c .... des Flan-
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sches 7 weisen eine vergrößerte oder stark konisch erweiterte Basis 19a, 19b, 19c auf. Die Gesamtheit ist derart dimensioniert, daß die Basis jeder der Zähne des Flansches 7 mit einer mit Innengewinde versehenen Bohrung 20a, 20b, 20c, 2Od, 2Oe, 2Of, gemäß derselben Anordnung wie derjenigen der Bohrung der Scheibe, durchbohrt ist. In der veranschaulichten Ausführungsform weist der Flansch 7 einen Durchmesser über alles von ungefähr 64 Millimeter auf. Der Durchmesser des anderen Flansches ist 50 Millimeter. Der Flansch 7 weist einen Durchmesser von 44 Millimeter auf Höhe der Basis der Zähne auf, wobei die Länge eines Zahnes 6 Millimeter an der Spitze beträgt und 12 Millimeter an der Basis, an den Bohrungen. Die Höhe der Zähne ist ungefähr 10 Millimeter und die Tiefe der Speichenrillen ist ungefähr 5 Millimeter. Die Zähne sind durch abgerundete Zonen verbunden, die der Basis der Zähne eine stark konisch erweiterte Form geben. Die fraglichen Bohrungen sind gleichmäßig an der Basis der verschiedenen Zähne verteilt, oder zumindest einem Teil von ihnen, über einen Umfang von 44 Millimetem im Durchmesser, und sie sind innen mit einem Gewinde versehen mit genormter Steigung M5. Diese Werte sind nicht einschränkend, und andere Werte können geeignet sein.
Vorzugsweise ist die Spitze der Zähne ebenso verbreitert, derart, daß die Flanken der Zähne, in welchen sich die Speichenköpfe abstützen, die Form von Haken aufweisen. Dies verbessert das Zurückhalten der Speichen im Fall einer vorübergehenden Entlastung.
Die Fig. 4 veranschaulicht die gegen die äußere Stirnfläche 7a des Flansches 7 montierte und mittels der Schraube 22 angebrachte Scheibe 10. Auf bekannte Weise kann die Scheibe fest gegen die Nabe oder lose montiert sein.
Das mit Hilfe der Nabe der Fig. 1 bis 4 verwirklichte Rad weist zwei Bündel von 12 Speichen auf, die jeweils zu zweit an sechs Zähnen jedes Flansches befestigt
sind. Die Speichen sind in den Rillen der Zähne montiert und sie werden an der Felge befestigt und dann gespannt. Es handelt sich um eine tangential Montage, d.h., daß die an denselben Zähnen befestigten Speichen, sobald sie einmal gespannt sind, im wesentlichen in Verlängerung zueinander sind, tangential zu dem Nabenkörper.
Die Fig. 5 steht in Bezug zu einer Konstruktionsvariante der Nabe. Dabei handelt es sich um eine Nabe, die für ein Vorderrad vorgesehen ist, dessen Welle 24 im Durchmesser 22 Millimeter mißt. Die Länge der Nabe ist 110 Millimeter zwisehen den Schultern 24a, 24b, und die Welle ist darüber hinaus durch zwei Ansatzstücke mit einem Durcnmesser von 20 Millimetern verlängert, die dafür vorgesehen sind, daß in sie mit den Armen der Gabel in Eingriff stehen. Wie die vorherige Nabe weist sie einen Nabenkörper mit einem mittleren Abschnitt 25 und zwei seitlichen Flanschen 26 und 27 auf. Der Flansch 27 ähnelt dem vorhergehenden Flansch 7. Er weist eine äußere Stirnfläche 27a auf, die senkrecht zur axialen Richtung der Nabe ausgerichtet ist. Diese Stirnfläche ist dafür vorgesehen, daß die Scheibe direkt gegen sie angelegt ist. Die Scheibe ist dafür vorgesehen, daß sie mittels in Bohrungen 30a, 30b, 30c ... geschraubter Schrauben montiert ist. Die fraglichen Bohrungen sind in die verbreiterten Basen der sechs Zähne 29a, 29b, 29c ... gebohrt und sie sind regelmäßig über die Peripherie des Umfangs von 44 Millimetern im Durchmesser verteilt. Für die veranschaulichte Ausführungsform haben die Zähne im wesentlichen dieselben Seiten wie die vorherigen Zähne, sie sind für das Befestigen von zwei Speichen, die entgegengesetzt montiert sind, vorgesehen, und die Stirnfläche 27a des Flansches befindet sich 16 Millimeter entfernt vom Ende der Welle.
Vorzugsweise ist ein Ring 28 kegelstumpfförmiger Form zwischen der Achse und dem Flansch vorgesehen. Dieser Ring ermöglicht es, die Scheibe im Verhältnis zur Welle zu zentrieren.
Fig. 6 veranschaulicht eine weitere Ausführungsvariante einer Nabe. Es handelt sich um eine Nabe, die für ein Hinterrad vorgesehen ist, wobei die Scheibe vorgesehen ist, auf der Gegenseite des Freilaufs angebracht zu werden.
Auf bekannte Weise weist die Nabe eine zentrale Welle 34, einen in Drehung um die Welle montierten Nabenkörper mit einem zentralen Abschnitt 35 und zwei seitliche Flansche 36, 37 auf. Von der Seite des Flansches 36 gibt es einen Freilaufkörper 38 mit äußeren Riffelungen für die Montage einer Ritzelkassette. Dieser Freilaufkörper umschließt einen bekannten Freilaufmechanismus. Der Flansch 37, der dem Freilauf gegenüberliegt, ist in Richtung nach außen der Nabe zurückgeführt, und vorzugsweise ist sein äußerer Durchmesser im Verhältnis zu einer herkömmlichen Nabe dieses Typs vergrößert. Der Flansch 37 weist eine äußere Stirnfläche 37a auf, die ausgerichtet ist, um die Scheibe aufzunehmen. Wie die vorherigen Flansche weist er sechs Zähne 39a ... auf, die vorgesehen sind für das Befestigen von zwei entgegengesetzten Speichen. Die Speichen weisen verbreiterte Basen auf, und jede der Basen ist mit einer mit Innengewinde versehenen Bohrung 40a durchbohrt, die sich bei einem Abstand von 22 Millimetern von der Achse der Welle befindet.
Für die verschiedenen Konstruktionen, die beschrieben wurden, ermöglicht es die Tatsache, gerillte Zähne einzusetzen, Basen für Zähne zu haben mit ausreichendem Material und mit Abmessungen, die ausreichend bedeutend sind, um dort mit Gewinde versehene Bohrung aufzunehmen, die für das Befestigen der Scheibe vorgesehen sind. Korrelativ ist der Flansch, der die Scheibe trägt, in Richtung nach außen der Nabe zurückgeführt. Darüber hinaus weist er einen größeren Durchmesser auf. Dadurch ist der durch das Speichenbündel gebildete Regenschirm geschlossen, wovon eine Verbesserung der Symmetrie der Regenschirme und ein besseres Spannungsgleichgewicht der Speichen der zwei Bündel resul-
tiert. Das hergestellte Rad weist eine verbesserte laterale Steifigkeit auf. Darüber hinaus ist es aufgrund des NichtVorhandenseins eines Anpassungszwischenstücks einfacher zu konstruieren. Die Nabe ist auch insoweit widerstandsfähiger, als die Scheibe direkt an einem Bremsflansch angebracht ist. Im Fall des Bremsens überträgt die Scheibe die Bremskraft direkter auf die Felge. Tatsächlich gibt es keinen Adapter oder ein dazwischenliegendes Zwischenstück mehr.
Selbstverständlich ist die vorliegende Beschreibung nur zum kennzeichnenden Zweck gegeben und man könnte andere Ausführungsformen der Erfindung annehmen, ohne den Rahmen derselben zu verlassen.
Insbesondere ist die Anzahl von sechs Zähnen oder sechs Bohrungen nicht beschränkend. Der Flansch könnte mehr oder weniger als sechs Zähne aufweisen, und ein Teil der Zähne könnte Bohrungen für die Scheibe aufweisen. Das Wichtige ist, daß die Bohrungen an der Basis zumindest eines Teils der Zähne hergestellt sind, in dem Körper des Flansches selbst, und daß ihre Anbringung der Anbringung der Bohrungen der Scheibe entspricht.
Ebenfalls könnten die Zähne andere Befestigungsmittel für die Speichen als die Wände, welche die zwei Rillen definieren, aufweisen und z.B. Öffnungen, in welche die Speichen eingefädelt sind.