DE102014019528A1

DE102014019528A1 - Fahrradkurbelanordnung

Info

Publication number: DE102014019528A1
Application number: DE102014019528.7A
Authority: DE
Inventors: Etsuyoshi Watarai; Atsuhiro Emura
Original assignee: Shimano Inc
Current assignee: Shimano Inc
Priority date: 2014-01-07
Filing date: 2014-12-23
Publication date: 2015-07-09
Anticipated expiration: 2034-12-24
Also published as: CN104760655B; DE102014019528B4; TW201527169A; TWI614180B; CN104760655A; US20150191214A1; US9150277B2

Abstract

Eine Fahrradkurbelanordnung weist einen Kurbelarm und zumindest ein Ritzel auf. Das Ritzel weist ein Set von regulären Zähnen und ein erstes Set von ersten und zweiten Zähnen auf. Die ersten Zähne weisen eine erste Ketteneingriffszahnweite zum Eingriff in äußere Glieder einer Fahrradkette auf. Die zweiten Zähne weisen eine zweite Ketteneingriffszahnweite zum Eingriff in innere Glieder der Fahrradkette auf. Die erste Ketteneingriffszahnweite ist größer als die zweite Ketteneingriffszahnweite. Die regulären Zähne haben eine dritte Ketteneingriffszahnweite, welche kleiner ist als die erste Ketteneingriffszahnweite. Die regulären Zähne sind entlang von zumindest einem von einem oberen und unteren Totbereich in Bezug auf den Kurbelarm angeordnet. Die ersten und zweiten Zähne sind entlang einem von zumindest einem zwischen dem oberen und unteren Totbereich angeordnet in Bezug auf den Kurbelarm.

Description

HINTERGRUND
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der US Anmeldung US 14/149, 168, welche am 7. Januar 2014 eingereicht wurde. Auf die Offenbarung der Anmeldung US 14/149, 168 wird hiermit in Gänze Bezug genommen.
Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich generell auf eine Fahrradkurbelanordnung, die eines oder mehrere Fahrradritzel umfasst.
Hintergrundinformation
Die meisten Fahrräder haben eine Antriebseinheit oder einen Antriebsstrang, welcher eine Kette verwendet um die Pedalkraft des Fahrrads auf das Hinterrad zu übertragen. Ein Fahrradantriebsstrang hat typischerweise eines oder mehrere Vorderritzel, welche an einer Fahrradkurbelanordnung des Fahrrades bereitgestellt sind und eines oder mehrere Hinterritzel, welche an einer hinteren Nabe des Fahrrads bereitgestellt sind. Die Kette umgibt die Vorder- und Hinterritzel. Folglich wird die durch den Fahrer bedingte Drehung der Fahrradkurbelanordnung auf das Hinterrad vermittels der Kette übertragen, welche mit den Vorder- und Hinterritzeln kämmt bzw. mit diesen in Eingriff steht. Eine Fahrradkette hat eine Vielzahl von inneren Gliedern und eine Vielzahl von äußeren Gliedern, welche abwechselnd durch eine Vielzahl von Stiften verbunden sind. Typischerweise weist jedes der inneren Glieder ein Paar von inneren Gliedplatten auf, welche durch die Stifte verbunden sind, die wiederum durch zylindrische Rollen umgeben werden. Auf diese Art und Weise sind die inneren Glieder und die äußeren Glieder abwechselnd verbunden. Demzufolge treten, wenn die Zähne eines Ritzels alle die gleiche Dicke aufweisen, Spalten bzw. Lücken zwischen den äußeren Gliedplatten und den Zähnen des Ritzels auf, die größer sind als die Spalten zwischen den inneren Gliedplatten und den Zähnen des Ritzels. Angesichts dieser Situation wurden Ritzel vorgeschlagen, bei welchen die axialen Weiten bzw. Dicken der Zähne, die in Eingriff mit den äußeren Gliedern stehen, größer sind als die axialen Weiten bzw. Dicken der mit den inneren Gliedern kämmenden bzw. in Eingriff stehenden Zähne (siehe zum Beispiel US 4,174,642 ).
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Generell ist die vorliegende Offenbarung auf verschiedene Merkmale einer Fahrradkurbelanordnung gerichtet, welche im Wesentlichen einen Kurbelarm und zumindest ein Ritzel aufweist. Bei einem Merkmal wird eine Fahrradkurbelanordnung bereitgestellt, mit einem Ritzel aufweisend Zähne unterschiedlicher axialer Weiten bzw. Dicken in Bezug auf eine Rotationszentrumsachsenrichtung des Fahrrades, um die Kette daran zu hindern, einfach bzw. leicht außer Eingriff mit den Zähnen des Ritzels zu gelangen.
Im Angesicht des bekannten Stands der Technik und in Übereinstimmung mit einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fahrradkurbelanordnung bereitgestellt, welche im Wesentlichen einen Kurbelarm und zumindest ein Ritzel aufweist. Das zumindest eine Ritzel hat eine Rotationszentrumsachse und eine Vielzahl von Zähnen, welche herum um einen Umfang des zumindest einen Ritzels ausgeformt sind. Die Vielzahl von Zähnen weist ein Set von regulären Zähnen und ein Set von ersten und zweiten Zähnen auf. Die ersten Zähne weisen eine erste Ketteneingriffszahnweite zum Eingriff eines äußeren Glieds einer Fahrradkette auf. Die zweiten Zähne haben eine zweite Ketteneingriffszahnweite, zum Eingriff eines inneren Gliedes der Fahrradkette. Die erste Ketteneingriffszahnweite ist größer als die zweite Ketteneingriffszahnweite. Die regulären Zähne haben eine dritte Ketteneingriffszahnweite, welche kleiner ist als die erste Ketteneingriffszahnweite. Die regulären Zähne sind entlang von zumindest einem von einem oberen Totbereich und einem unteren Totbereich in Bezug auf den Kurbelarm angeordnet. Die ersten und zweiten Zähne sind zumindest zwischen dem oberen Totbereich und dem unteren Totbereich in Bezug auf den Kurbelarm angeordnet.
Bei dieser Fahrradkurbelanordnung wird die Kette an das Ritzel so montiert, dass die ersten Zähne mit größerer Axialweite in Eingriff mit einem äußeren Glied stehen und die zweiten Zähne mit geringerer Axialweite als die ersten Zähne, in Eingriff mit einem inneren Glied stehen.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass der Kurbelarm einen Ritzelbefestigungspart, einen Pedalbefestigungspart und eine Längsmittellinie aufweist, welche sich zwischen dem Ritzelbefestigungspart und dem Pedalbefestigungspart erstreckt.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass der obere Totbereich und der untere Totbereich, welche die regulären Zähne aufweisen, sich gleich oder kleiner als 45 Grad in jeder Richtung von der Längsmittellinie des Kurbelarms erstrecken.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass zumindest ein Ritzel an den Ritzelbefestigungspart des Kurbelarms befestigt ist.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass die ersten Zähne und die zweiten Zähne abwechselnd in einer umfänglichen Richtung angeordnet sind. In diesem Fall kann die Kette effektiver daran gehindert werden sich einfach bzw. leicht von den Zähnen des Ritzels zu lösen.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass die regulären Zähne entlang beidem von dem oberen Totbereich und dem unteren Totbereich angeordnet sind.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass die regulären Zähne größer sind als die ersten Zähne und die zweiten Zähne, wie gemessen in einer radialen Richtung von einem Zahnfußradius bis zu einer Zahnspitze.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass eine Gesamtanzahl der Vielzahl von Zähnen gerade ist. In diesem Fall greifen die ersten Zähne verlässlich mit den äußeren Gliedern ein, wohingegen die zweiten Zähne zuverlässig mit den inneren Gliedern eingreifen.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass die erste Ketteneingriffszahnweite der ersten Zähne in einem Bereich von 2,5 mm bis 5,4 mm liegt. In diesem Fall wird dafür gesorgt, dass die ersten Zähne in Eingriff mit den äußeren Gliedern an Stelle der inneren Glieder kommen.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass die zweite Ketteneingriffszahnweite der zweiten Zähne in einem Bereich von 1,5 mm bis 2,3 mm liegt. In diesem Falle kann dafür gesorgt werden, dass die zweiten Zähne zuverlässig mit dem inneren Glied eingreifen.
Bevorzugt ist die Fahrradkurbelanordnung so konfiguriert, dass das zumindest eine Ritzel aus nur einem Einzelritzel besteht und das Einzelritzel an dem Kurbelarm befestigt ist.
Weitere Aufgaben, Merkmale, Aspekte und Vorteile der offenbarten Fahrradkurbelanordnung werden dem Fachmann von der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich, welche in Zusammenschau mit den beigefügten Zeichnungen ausgewählte Ausführungsformen der Fahrradkurbelanordnung offenbart.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Im Folgenden wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, welche einen Teil dieser Originaloffenbarungen bilden:
1 ist eine Seitenansicht von außen einer Fahrradkurbelanordnung, welche erste und zweite Ritzel aufweisen, konfiguriert in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Teilansicht von innen der ersten und zweiten Ritzel der Fahrradkurbelanordnung dargestellt in 1, wobei eine Fahrradkette in Eingriff mit den Zähnen des ersten (größeren) Ritzels steht;
3 ist eine perspektivische Teilansicht von innen, ähnlich zu 2, der ersten und zweiten Ritzel der Fahrradkurbelanordnung dargestellt in 1, jedoch ohne die Fahrradkette;
4 ist eine perspektivische Ansicht von außen des ersten Ritzels der Fahrradkurbelanordnung dargestellt in 1 bis 3;
5 ist eine Teilansicht auf die Kante des in 4 dargestellten ersten Ritzels, zeigend einen der regulären Zähne, einen der ersten Zähne und einen der zweiten Zähne des ersten Ritzels;
6 ist eine perspektivische Ansicht von außen des in 1 bis 3 dargestellten zweiten Ritzels der Fahrradkurbelanordnung;
7 ist eine Teilansicht auf die Kante des in 6 dargestellten zweiten Ritzels, zeigend einen der regulären Zähne, einen der ersten Zähne und einen der zweiten Zähne des zweiten Ritzels;
8 ist eine Seitenansicht von außen einer Fahrradkurbelanordnung, aufweisend erste und zweite Ritzel, konfiguriert in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform;
9 ist eine perspektivische Außenansicht des ersten Fahrradritzels der Fahrradkurbelanordnung dargestellt in 8;
10 ist eine Seitenansicht von außen eines Abschnitts des in 9 dargestellten ersten Ritzels;
11 ist eine perspektivische Ansicht von außen des zweiten Ritzels der in 6 und 7 dargestellten Fahrradkurbelanordnung;
12 ist eine Seitenansicht von außen eines Abschnitts des in 10 dargestellten zweiten Ritzels; und
13 ist eine Seitenansicht von außen einer Fahrradkurbelanordnung, aufweisend einen Kurbelarm mit nur einem einzelnen Ritzel, befestigt an den Kurbelarm in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausgewählte Ausführungsformen werden nun im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Es ist dem Fachmann von dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgenden gegebenen Beschreibungen der Ausführungsformen nur zu Illustrationszwecken allein und nicht zum Zwecke der Begrenzung bzw. Limitierung der Erfindung, wie diese beigefügten Ansprüche und derer Äquivalente gegeben wird.
Unter anfänglicher Bezugnahme auf 1 wird eine Fahrradkurbelanordnung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform dargestellt. Bei der ersten Ausführungsform umfasst die Fahrradkurbelanordnung 10 einen Kurbelarm 12, ein erstes Ritzel 14 und ein zweites Ritzel 16. Generell gesprochen umfasst die Fahrradkurbelanordnung 10 im Grunde einen Kurbelarm und zumindest ein Ritzel. Die ersten und zweiten Ritzel 14 und 16 sind Fahrradritzel gemäß einer Ausführungsform. Das zweite Ritzel 16 hat weniger Zähne als das erste Ritzel 14. Die ersten und zweiten Ritzel 14 und 16 sind Vorderritzel (oder auch Kettenblätter), welche in Eingriff mit einer Fahrradkette 20 gelangen können.
Wie zu sehen in 2 weist die Fahrradkette 20 eine Vielzahl von inneren Gliedern 22 und eine Vielzahl von äußeren Gliedern 24 auf, welche auf abwechselnde Art und Weise vermittels einer Vielzahl von Stiften 26 verbunden sind. Typischerweise weist ein jedes der inneren Glieder 22 ein Paar von parallelen inneren Gliedplatten 22a auf. Jedes der äußeren Glieder 24 weist ein Paar von parallelen äußeren Gliedplatten 24a auf. Bevorzugt weist jeder der Stifte 26 eine Rolle 26a auf, welche drehbar dort heran angeordnet ist. Demzufolge ist die Fahrradkette 20 eine konventionelle Fahrradkette.
Der Kurbelarm 12 ist integral und nicht drehbar an ein Ende einer Kurbelwelle 28 befestigt. Typischerweise ist ein zweiter Kurbelarm (nicht gezeigt) nicht drehbar an das andere Ende der Kurbelwelle 28 befestigt. Die Kurbelwelle 28 definiert eine Rotationszentrumsachse X der ersten und zweiten Ritzel 14 und 16. Das zumindest eine Ritzel (z. B. die ersten und zweiten Ritzel 14 und 16) haben eine Rotationszentrumsachse X. Der Kurbelarm 12 hat einen Ritzelbefestigungspart 30 und einen Armpart 32, welcher mit einem Pedalbefestigungspart 32 versehen ist. Der Kurbelarm 12 hat eine Längsmittellinie L, welche sich zwischen dem Ritzelbefestigungspart 30 und dem Pedalbefestigungspart 32a erstreckt. Das zumindest eine Ritzel (z. B. das erste und zweite Ritzel 14 und 16) ist an den Ritzelbefestigungspart 30 des Kurbelarms 12 befestigt.
Der Ritzelbefestigungspart 30 kann entweder integral oder separat von dem Armpart 32 ausgeführt sein. Der Ritzelbefestigungspart 30 hat eine Vielzahl von (z. B. vier) Ritzelbefestigungsarmen 34 welche in einer umfänglichen Richtung in Intervallen angeordnet sind. Die umfänglichen Intervalle der Ritzelbefestigungsarme 34 können gleiche Intervalle sein, können jedoch ebenso ungleiche Intervalle sein. In der ersten Ausführungsform sind die Ritzelbefestigungsarme 34 in gleichen Intervallen angeordnet. Jeder der Ritzelbefestigungsarme 34 hat einen ersten Befestigungspart 34a zur Befestigung des ersten Ritzels 14. Die ersten Befestigungsparts 34a sind an distalen Enden der Ritzelbefestigungsarme 34 ausgebildet. Jeder der Ritzelbefestigungsarme 34 hat einen zweiten Befestigungspart 34b zur Befestigung des zweiten Ritzels 16. Die zweiten Befestigungspart 34b sind weiter nach innen in der radialen Richtung angeordnet, als die ersten Befestigungsparts 34a. Die ersten Befestigungsparts 34a und die zweiten Befestigungsparts 34b weisen Durchgangslöcher oder Sackbohrungen auf, die entweder mit Gewinde versehen sind oder gewindelos. In der ersten Ausführungsform sind die ersten Befestigungsparts 34a mit gewindelosen Durchgangslöchern konfiguriert und die zweiten Befestigungsparts 34b sind mit Sackbohrungen konfiguriert. Das erste Ritzel 14 ist an die ersten Befestigungsparts 34a vermittels ersten Befestigungsschrauben 36 befestigt. Das zweite Ritzel 16 ist an die zweiten Befestigungsparts 34b vermittels zweiter Befestigungsschrauben (nicht gezeigt) befestigt.
Der Armpart 32 ist entweder integral oder separat von dem Ritzelbefestigungspart 30 ausgebformt. In der ersten Ausführungsform ist der Armpart 32 integral mit dem Ritzelbefestigungspart 30 konfiguriert. Der Pedalbefestigungspart 32 definiert eine Gewindebohrung, in welche ein Pedal (nicht gezeigt) in dem distalen Ende montiert werden kann. Der Armpart 32 weist ebenso ein Fixierungsloch 32b auf, an welches die Kurbelwelle 28 fixiert werden kann.
Wie zu sehen in 3 bis 5 weist das erste Ritzel 14 einen ersten Ritzelhauptkörper 40 und eine Vielzahl von Zähnen 42 auf. Demzufolge hat generell gesprochen das zumindest eine Ritzel (z. B. das erste Ritzel 14) eine Vielzahl von Zähnen 42, welche an einem Umfang des zumindest einen Ritzels ausgeformt sind. Der erste Ritzelhauptkörper 40 und die Zähne 42 sind aus Metall gefertigt und bevorzugt integral als einstückige, unitäre Einheit ausgeführt. Der Ritzelhauptkörper 40 hat eine Vielzahl von (z. B. vier) von ersten Fixierungsparts 40a zur Fixierung an die ersten Befestigungsparts 34a der Ritzelbefestigungsarme 34. In der ersten Ausführungsform weisen die ersten Fixierungsparts 40a Durchgangslöcher 40b auf. Das erste Ritzel 14 ist an die Ritzelbefestigungsarme 34 vermittels der ersten Befestigungsschrauben 36 und eines Mutterelements (nicht gezeigt) auf eine konventionelle Art und Weise geschraubt.
Hier in der ersten Ausführungsform hat zum Beispiel das erste Ritzel sechsunddreißig der Vielzahl von Zähnen 42. Demzufolge ist eine Gesamtanzahl der Vielzahl von Zähnen 42 gerade für das erste Ritzel 14. Die Vielzahl von Zähnen 42 weist ein Set von regulären Zähnen 50 und ein Set von ersten und zweiten Ritzelzähnen 51 und 52 auf. In der ersten Ausführungsform gibt es zwei Sets von regulären Zähnen 50, bei welchen alle der regulären Zähne 50 so konfiguriert sind, um in die inneren Glieder 22 zu passen, sodass sie eine Kettenantriebsposition (d. h. eine gänzlich gesetzte Position) einnehmen. Demzufolge werden die Begriffe „reguläre Zähne” oder „regulärer Zahn”, wie hier in Bezug auf Zähne oder einen Zahns verwandt, welche eine festgelegte axiale Weite bzw. Dicke aufweisen, zum Wirkeingriff in sowohl die inneren als auch die äußeren Glieder einer Fahrradkette, um die Fahrradkette so anzutreiben, dass die Fahrradkette korrekt auf dem Ritzel während einer normalen Verwendung gesetzt ist bzw. mit diesem in Eingriff steht. Demzufolge braucht ein „regulärer Zahn”, so wie hier darauf Bezug genommen wird, nicht ein Zahn sein, der gerade und symmetrisch ist. Vielmehr können „reguläre Zähne” asymmetrische Zähne, gedrehte Zähne, Schaltzähne mit Schaltmerkmalen und dergleichen sein. Weiterhin können die regulären Zähne zumindest einen Schaltzahn zum Schalten einer Fahrradkette von einem Ritzel auf ein anderes Ritzel umfassen. Ebenso bezieht sich der Begriff „gesetzt” wie hier verwendet auf zumindest drei aufeinanderfolgende Zähne. Folglich benötigt ein Set von regulären Zähnen zumindest drei aufeinanderfolgende reguläre Zähne. Auch weist, wie in 4 zu sehen, ein Set von ersten und zweiten Zähnen jeweils zumindest zwei erste Zähne und zumindest einen zweiten Zahn auf, die nachfolgend angeordnet sind oder zumindest zwei zweite Zähne und zumindest einen ersten Zahn, die nachfolgend angeordnet sind. Zumindest einer der ersten Zähne 51 und der zweiten Zähne 52 sind abwechselnd in der umfänglichen Richtung, d. h. angrenzend aneinander, wie zu sehen in 4 angeordnet.
Die regulären Zähne 50 sind identisch zu den zweiten Zähnen 42 hinsichtlich einer Höhe in der radialen Richtung und einer axialen Weite in der axialen Richtung. Die regulären Zähne 50 sind entlang zumindest einem von einem oberen Totbereich TDC und einem unteren Totbereich BDC in Bezug auf den Kurbelarm 12 angeordnet. Bevorzugt sind die regulären Zähne 50 angeordnet entlang beider von dem oberen Totbereich TDC und dem unteren Totbereich BDC in Bezug auf den Kurbelarm 12. Wie hier verwendet beziehen sich die Begriffe „oberer Totbereich” und „unteren Totbereich” auf einen Bereich von nicht mehr als fünfundvierzig Grad in jeder Richtung von der Längsmittellinie L des Kurbelarms 12. In der ersten Ausführungsform ist zum Beispiel der obere Totbereich TDC und der untere Totbereich BDC, welche die regulären Zähne 50 aufweisen, gleich oder kleiner als fünfundvierzig Grad in jeder Richtung von der Längsmittellinie L des Kurbelarms 12. Hier in der ersten Ausführungsform haben zum Beispiel der obere Totbereich TDC und der untere Totbereich BDC beide jeweils die regulären Zähne 50 entlang ungefähr neunzig Grad in der Umgebung von dem oberen Totbereich TDC und dem unteren Totbereich BDC. Ebenso sind zum Beispiel die regulären Zähne 50 wie dargestellt gerade symmetrische Zähne. Nachdem es eine Gesamtanzahl von sechsunddreißig Zähnen in der ersten Ausführungsform gibt, gibt es neun der regulären Zähne in dem oberen Totbereich TDC und neun der regulären Zähne 50 in dem unteren Totbereich BDC.
Die ersten Zähne 51 und die zweiten Zähne 52 sind alternierend angeordnet in einer umfänglichen Richtung innerhalb einer ersten Region R1 und einer zweiten Region R2. Wie zu sehen in 1 sind die erste Region und die zweite Region R1 und R2 zwischen dem oberen Totbereich TDC und dem unteren Totbereich BDC angeordnet, welche die regulären Zähne 50 aufweisen. Folglich sind die ersten und zweiten Zähne 51 und 52 entlang angeordnet zwischen zumindest dem oberen Totbereich TDC und dem unteren Totbereich BDC in Bezug auf den Kurbelarm 12.
Wie zu sehen in 5 haben die ersten Zähne 51 jeweils eine erste Ketteneingriffsweite W1, zum Eingriff in die äußeren Glieder 24 der Kette 20. Die zweiten Zähne 52 haben jeweils eine zweite Ketteneingriffszahnweite W2, zum Eingriff in die inneren Glieder 22 der Kette 20. Die erste Ketteneingriffszahnweite W1 ist größer als die zweite Ketteneingriffszahnweite W2. Die regulären Zähne 50 haben jeweils eine dritte Ketteneingriffszahnweite W3, welche kleiner ist als die erste Ketteneingriffszahnweite W1. Die erste Ketteneingriffszahnweite W1 der ersten Zähne 51 ist bevorzugt in einem Bereich von 2,5 mm bis 5,4 mm und besonders bevorzugt in einem Bereich von 3,0 mm bis 4,5 mm. Wenn die erste Ketteneingriffszahnweite W1 der ersten Zähne 51 in solch einem Bereich liegt, können die ersten Zähne 51 leicht in die äußeren Gliedplatten 24a eingreifen, ohne in die inneren Gliedplatten 22a einzugreifen. Die zweite Ketteneingriffszahnweite W2 der zweiten Zähne 52 ist bevorzugt in einem Bereich von 1,5 mm bis 2,3 mm. Wenn die zweite Ketteneingriffszahnweite W2 der zweiten Zähne 52 in einem solchen Bereich liegt, weisen die zweiten Zähne 52 die notwendige Stabilität auf und greifen leicht in die inneren Gliedplatten 22a ein. Die ersten Zähne 51 sind bevorzugt in einer „+” (plus) Form geformt, wie gesehen von der radial äußeren Seite, wie zu sehen in 5. Die zweiten Zähne 52 sind bevorzugt in einer „–” (minus) förmigen Form, wie von radial äußerer Seite zu sehen, geformt. Die ersten Zähne 51 und die zweiten Zähne 52 laufen so zusammen, als dass sie sich in axialer Weite hin zu der radial äußeren Seite graduell abnehmen. Die ersten Zähne 51 und die zweiten Zähne 52 greifen damit leichter mit den äußeren Gliedplatten 24a und den inneren Gliedplatten 22a ein. In der ersten Ausführungsform sind die ersten Zähne 51 identisch zu den zweiten Zähnen 52 was die Höhe in der radialen Richtung betrifft.
Im Folgenden wird das zweite Ritzel 16 unter Bezugnahmen auf die 1 bis 3, 6 und 7 diskutiert. Im Wesentlichen hat das zweite Ritzel 16 die gleiche Konfiguration als das erste Ritzel 14, abgesehen davon, dass das zweite Ritzel 16 kleiner ist als das erste Ritzel 14 und weniger Zähne aufweist als das erste Ritzel 14. Angesichts der Gleichartigkeit der ersten und zweiten Ritzel 14 und 16 wird das zweite Ritzel hier nur kurz diskutiert werden.
Das zweite Ritzel 16 weist einen zweiten Ritzelhauptkörper 60 und eine Vielzahl von Zähnen 62 auf. Der zweite Ritzelhauptkörper 60 und die Zähne 62 sind aus Metall gefertigt und bevorzugt integral als einstückiges unitäres Element geformt. Der zweite Ritzelhauptkörper 60 weist eine Vielzahl von (z. B. vier) von zweiten Fixierungsparts 60a zur Fixierung an die zweiten Befestigungsparts 34b (siehe 1) der Ritzelbefestigungsarme 34 auf. Die zweiten Fixierungsparts 60a sind aus Durchgangslöchern konfiguriert. Das zweite Ritzel 16 ist an die Ritzelbefestigungsarme 34 vermittels der zweiten Fixierungsschrauben (nicht gezeigt) befestigt, welche in die Gewindesackbohrungen der zweiten Befestigungsparts 34b geschraubt werden.
Hier in der ersten Ausführungsform hat zum Beispiel das zweite Ritzel 16 vierundzwanzig der Vielzahl von Zähnen 62. Demzufolge ist eine Gesamtanzahl der Vielzahl von Zähnen 62 gerade für das zweite Ritzel 16. Die Zähne 62 weisen ein Set von regulären Zähnen 70 und ein Set von ersten und zweiten Ritzelzähnen 71 und 72 auf. In der ersten Ausführungsform gibt es zwei Sets der regulären Zähne 70 in welchen alle der regulären Zähne 70 konfiguriert sind, um in die inneren Glieder 22 zu passen, um eine Kettenantriebsposition (d. h. eine völlig gesetzte Position) zu ermöglichen. Die regulären Zähne 70 und die ersten und zweiten Ritzelzähne 71 und 72 des zweiten Ritzels 16 haben die gleichen Konfigurationen und die gleichen axialen Weiten als die regulären Zähne 50 und die ersten und zweiten Ritzelzähne 51 und 52 des ersten Ritzels 14 jeweils, wie obenstehend beschrieben. Der zweite Ritzelhauptkörper 60 hat eine Vielzahl (z. B. vier) von zweiten Fixierungsparts 60a zur Fixierung an die zweiten Befestigungsparts 34b der Ritzelbefestigungsarme 34. In der ersten Ausführungsform weisen die zweiten Fixierungsparts 60a Durchgangslöcher 60b auf.
Unter nunmehr Bezugnahme auf 8 bis 12 wird eine Fahrradkurbelanordnung 110 gemäß einer zweiten Ausführungsform dargestellt. In der zweiten Ausführungsform weist die Fahrradkurbelanordnung 110 einen Kurbelarm 112, ein erstes Ritzel 114 und ein zweites Ritzel 116 auf. Hier ist der Kurbelarm 112 identisch mit dem Kurbelarm 12 wie obenstehend beschrieben. Im Hinblick auf die ersten und zweiten Ritzel 114 und 116 werden nur die Unterschiede der ersten und zweiten Ritzel 114 und 116 von denen der ersten und zweiten Ritzel 14 und 16 gegeben.
Wie zu sehen in 8 ist der Kurbelarm 112 integral und nicht drehbar an ein Ende einer Kurbelwelle 128 befestigt. Der Kurbelarm 112 hat ein Ritzelbefestigungspart 130 und einen Armpart 132, welcher mit einem Pedalbefestigungspart 132a bereitgestellt ist. Der Kurbelarm 112 hat eine Längsmittellinie L, welche sich zwischen dem Ritzelbefestigungspart 130 und dem Pedalbefestigungspart 132 erstreckt. Die ersten und zweiten Ritzel 114 und 116 sind fest an den Ritzelbefestigungspart 130 des Kurbelarms 112 vermittels vierer Befestigungsarme 134 befestigt. Ein jeder der Ritzelbefestigungsarme 134 hat einen ersten Befestigungspart 134a zur Befestigung des ersten Ritzels 114 und einen zweiten Befestigungspart 134b zur Befestigung des zweiten Ritzels 116 auf die gleiche Art und Weise wie bei der ersten Ausführungsform.
Wie zu sehen in 9 und 10 weist das erste Ritzel 114 einen ersten Ritzelhauptkörper 140 und eine Vielzahl von Zähnen 142 auf, welche ein Set von regulären Zähnen 150 und ein Set von ersten und zweiten Ritzelzähnen 151 und 152 aufweisen. Die ersten und zweiten Ritzelzähnen 151 und 152 sind identisch zu den ersten und zweiten Ritzelzähnen 51 und 52 wie obenstehend beschrieben. Die regulären Zähne 150 weichen von den regulären Zähnen 50 insofern ab, als dass die regulären Zähne 150 größer sind, als die ersten Zähne 151 und die zweiten Zähne 152 und zwar um einem Betrag H, wie gemessen in einer radialen Richtung von einem Zahnfußradius bis zu einer Zahnspitze. Der Betrag H ist bevorzugt in einem Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm.
Wie zu sehen in 11 und 12 weist das zweite Ritzel 116 einen zweiten Ritzelhauptkörper 160 und eine Vielzahl von Zähnen 162, welche ein Set von regulären Zähnen 170 und ein Set von ersten und zweiten Ritzelzähnen 171 und 172 aufweisen. Die ersten und zweiten Ritzelzähne 171 und 172 sind identisch zu den ersten und zweiten Ritzelzähnen 71 und 72 wie oben stehend beschrieben. Die regulären Zähne 170 weichen von den regulären Zähnen 70 dahingehend ab, dass die regulären Zähne 170 größer sind als die ersten Zähne 171 und zweiten Zähne 172 um einen Betrag H', wenn gemessen in einer radialen Richtung von einem Zahnfußradius zu einer Zahnspitze. Der Betrag H' ist bevorzugt in einem Bereich von 0,5 mm bis 2,5 mm.
Unter nunmehr Bezugnahme auf 13 wird eine Fahrradkurbelanordnung 210 gemäß einer dritten Ausführungsform dargestellt. Hier weist die Fahrradkurbelanordnung 210 einen Kurbelarm 212 mit nur einem einzigen Ritzel 214 auf, welches an den Kurbelarm 212 befestigt ist. Bei der Fahrradkurbelanordnung 210 gelangt die Kette 20 nicht auf einfache bzw. leichte Art und Weise außer Eingriff von dem Ritzel 214 wenn zum Beispiel durch raues bzw. schweres Gelände gefahren wird.
Hier ist der Kurbelarm 212 identisch zu dem Kurbelarm 12, wie obenstehend beschrieben, abgesehen davon, dass der zweite Befestigungspart von dem Kurbelarm 212 weggelassen wurde, sodass nur das Ritzel 214 an den Kurbelarm 212 befestigt werden kann. Das Ritzel 214 ist identisch zu entweder dem ersten Ritzel 14 oder dem ersten Ritzel 114. In 13 wird das Ritzel 214 dargestellt als identisch zu dem ersten Ritzel 114. Demzufolge weist das Ritzel 214 einen Ritzelhauptkörper 240 und eine Vielzahl von Zähnen 242 auf, welche zwei Sets von regulären Zähnen 250 und zwei Sets von ersten und zweiten Ritzelzähnen 251 und 252 aufweist. Der Kurbelarm hat eine Längsmittellinie L, welche sich von einer Rotationszentrumsachse X des Ritzels 214 ähnlich zu den vorangegangenen Ausführungsformen erstreckt. Angesichts der Ähnlichkeit des Kurbelarms 212 und des Ritzels 214 zu den entsprechenden Teilen der vorangegangenen Ausführungsformen wie oben stehend diskutiert, werden der Kurbelarm 212 und das Ritzel 214 hier nicht weiter im Detail diskutiert und/oder beschrieben.
Während lediglich ausgewählte Ausführungsbeispiele ausgewählt worden sind, um die vorliegende Erfindung darzustellen, wird es Fachleuten anhand dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hierin gemacht werden können, ohne vom Umfang der Erfindung, wie diese in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abzuweichen. Zum Beispiel können die Größe, Form, Örtlichkeit oder Ausrichtung der verschiedenen Komponenten geändert werden, wie gewünscht und/oder benötigt, solange sie sich damit nicht im Wesentlichen von ihrer vorgesehenen Funktion entfernen.
Ebenso weisen in beiden Fahrradkurbelanordnungen der ersten und zweiten Ausführungsformen die ersten und zweiten Zähne unterschiedliche axiale Weiten und sind für alle Ritzel bereitgestellt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses begrenzt. Mit anderen Worten können die zweiten Ritzel 16 oder 116 mit allen Zähnen als reguläre Zähne konfiguriert werden. Darüber hinaus kann obwohl die Fahrradkurbelanordnungen 10 und 110 lediglich zwei Ritzel aufweisen es gemäß dieser Offenbarung ebenso ausgeführt werden, dass die Fahrradkurbelanordnungen 10 und 110 ein drittes Ritzel aufweisen.
In der ersten bis dritten Ausführungsform sind die ersten Zähne in ”+”-Form, wie gesehen von einer radialen äußeren Seite, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Diese Zähne können ebenso in anderen Formen ausgebildet sein, wie Diamant, Trapezoid, Dreieck und Sechseck.
In der ersten bis dritten Ausführungsform werden vier Ritzelbefestigungsarme verwendet, jedoch ist die Anzahl der Ritzelbefestigungsarme nicht auf vier beschränkt.
In der ersten bis dritten Ausführungsform sind die Ritzelhauptkörper und die Vielzahl von Zähnen integral ausgeführt, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf begrenzt. Die Ritzelhauptkörper und die Vielzahl von Zähnen können separat ausgeformt werden. Die Vielzahl von Zähnen können aus zum Beispiel Metall gefertigt sein und die Ritzelhauptkörper können zum Beispiel aus einem synthetischen Harz wie einem carbonfaserverstärkten Harz oder einem von dem Material der Zähne unterschiedlichen Metall, zum Beispiel einem leichten Metall wie Aluminium ausgeführt sein, um Gewicht zu sparen.
Die Begriffe ”links” und ”rechts” werden dazu verwandt die rechte Seite zu benennen, wenn von hinten auf das Fahrrad gesehen wird und die linke Seite zu benennen, wenn von hinten auf das Fahrrad gesehen wird. Ebenso soll aus dieser Offenbarung ersichtlich sein, dass die Begriffe ”erstes” und ”zweites”, sowie deren Derivate, wie hier verwendet zur Beschreibung von verschiedenen Komponenten verwandt wird, aber diese Komponenten durch diese Begriffe nicht beschränkt sind. Diese Begriffe werden lediglich dazu verwandt, die Komponenten voneinander unterscheidbar zu machen. Folglich könnte zum Beispiel eine oben beschriebene erste Komponente, zweite Komponente benannt werden und anders herum, ohne von der Lehre der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Der Begriff ”angebracht” und deren Derivate umschließt Konfigurationen, bei denen das Element direkt an ein anderes Element gesichert ist; ebenso Konfigurationen in denen das Element indirekt an das andere Element gesichert ist, vermittels sichern des Elements an ein oder mehrere zwischenliegende Element(e), welche dann wiederrum an das andere Element gesichert ist (sind); und Konfigurationen, bei welchen ein Element integral mit einem anderen Element ist, wobei im Wesentlichen ein Element Teil des anderen Elements ist. Diese Definition bezieht sich ebenso auf Begriffe und deren Derivate mit ähnlicher Bedeutung wie ”montiert”, ”verbunden”, ”geklebt”, ”fixiert”, ”gesichert”, ”gekoppelt”, ”verbunden” oder ”befestigt”. Schließlich bedeuten die Ausmaßbegriffe, wie beispielsweise ”im Wesentlichen”, ”um” und ”ungefähr”, wie hierin verwendet, einen vernünftigen Abweichungsbetrag des modifizierten Begriffs, so dass das Endresultat nicht signifikant verändert wird.
Ausgewählte Ausführungsformen werden nun im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Es ist dem Fachmann von dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgenden gegebenen Beschreibungen der Ausführungsformen nur zu Illustrationszwecken allein und nicht zum Zwecke der Begrenzung bzw. Limitierung der Erfindung, wie diese beigefügten Ansprüche und derer Äquivalente gegeben wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 4174642 [0003]

Claims

Fahrradkurbelanordnung umfassend: einen Kurbelarm; und zumindest ein Ritzel aufweisend eine Rotationszentrumsachse und eine Vielzahl von Zähnen, ausgeformt an einem Umfang des zumindest einen Ritzels, wobei die Vielzahl von Zähnen ein Set von regulären Zähnen und ein Set von ersten und zweiten Zähnen aufweist, wobei die ersten Zähne eine erste Ketteneingriffszahnweite zum Eingriff in ein äußeres Glied einer Fahrradkette aufweisen, die zweiten Zähne eine zweite Ketteneingriffszahnweite zum Eingriff in ein inneres Glied der Fahrradkette aufweisen, wobei die erste Ketteneingriffszahnweite größer ist, als die zweite Ketteneingriffszahnweite und wobei die regulären Zähne eine dritte Ketteneingriffszahnweite aufweisen, die kleiner ist als die erste Ketteneingriffszahnweite und wobei die regulären Zähne angeordnet sind entlang zumindest einem von einem oben Totbereich und einem unteren Totbereich in Bezug auf den Kurbelarm, wobei die ersten und zweiten Zähne angeordnet sind entlang zumindest zwischen dem oberen Totbereich und dem unteren Totbereich in Bezug auf den Kurbelarm.
Fahrradkurbelanordnung nach Anspruch 1, bei welcher der Kurbelarm einen Ritzelbefestigungspart, einen Pedalbefestigungspart und eine Längsmittellinie aufweist, welche sich zwischen dem Ritzelbefestigungspart und dem Pedalbefestigungspart erstreckt, insbesondere das zumindest eine Ritzel an den Ritzelbefestigungspart des Kurbelarms befestigt ist.
Fahrradkurbelanordnung nach 1 oder 2, bei welcher der obere Totbereich und der untere Totbereich, die regulären Zähne enthaltend, gleich ist zu oder weniger ist als fünfundvierzig Grad in jeder Richtung von der Längsmittellinie des Kurbelarms.
Fahrradkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher die ersten Zähne und die zweiten Zähne abwechselnd angeordnet sind in einer umfänglichen Richtung.
Fahrradkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die regulären Zähne angeordnet sind entlang von sowohl dem oberen Totbereich, als auch dem unteren Totbereich.
Fahrradkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher die regulären Zähne größer sind als die ersten Zähne und die zweiten Zähne, wie gemessen in einer radialen Richtung von einem Zahnfußradius zu einer Zahnspitze.
Fahrradkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher die Gesamtanzahl der Vielzahl von Zähnen gerade ist.
Fahrradkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die erste Ketteneingriffszahnweite der ersten Zähne in einem Bereich von 2,5 mm bis 5,4 mm liegt.
Fahrradkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher die zweite Ketteneingriffszahnweite der zweiten Zähne in einem Bereich von 1,5 mm bis 2,3 mm liegt.
Fahrradkurbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher das zumindest eine Ritzel aus nur einem Einzelritzel besteht und das Einzelritzel an den Kurbelarm befestigt ist.