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Hintergrund
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Technisches Gebiet
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Anmeldung Nr.
US 61/930,542 , welche am 23. Januar 2014 eingereicht wurde und
US 14/446,930 , welche am 30. Juli 2014 eingereicht wurde. Auf die gesamte Offenbarung der U.S. Anmeldungen
61/930,542 und
US 14/446,930 wird hierbei in Gänze Bezug genommen.
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kettenblatt bzw. Ritzel, insbesondere auf ein Fahrradkettenblatt bzw. Fahrradritzel, welches in Eingriff mit einer Kette gebracht werden kann, die Rollen hat.
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Technologischer Hintergrund
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Bei einem Fahrrad, welches mit einer Vielzahl von hinteren Ritzeln bzw. Kettenblättern bereitgestellt ist, wird ein Gangwechsel unter Verwendung eines hinteren Umwerfers durchgeführt. Fährt ein Fahrer auf solch einem Fahrrad durch raues Terrain, verursachen Bodenunebenheiten ein Vibrieren bzw. Schwingen der Kettenführung des hinteren Umwerfers ähnlich einem Pendel, was die auf die Kette wirkende Spannung ändert. Es ist zu bevorzugen, dass eine Änderung der auf die Kette wirkenden Spannung unwahrscheinlich dazu führt, dass die Kette von dem vorderen Kettenblatt bzw. Ritzel außer Eingriff gebracht wird.
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Das Dokument
EP 0 522 984 A1 offenbart ein Kettenrad für ein Kettengetriebe, das eine Folge von Zähnen umfasst, die radial durch einen vorderen Rand und einen hinteren Rand begrenzt sind, die dazu bestimmt sind, sich an den entsprechenden Rollen der Kettenglieder abzustützen, dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Rand durch eine konkave Krümmung gebildet ist, die sich beiderseits des Teilkreises erstreckt, um sich nach außen über diesen hinaus zu erstrecken und so einen Rückhaltehaken zu bilden.
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Das Dokument
EP 0 269 557 A1 offenbart ein Kettenrad mit Taschen zur Aufnahme von Horizontalgliedern einer Rundstahlkette. Für die Aufnahme von den Horizontalgliedern finden Zähne Verwendung, an deren Zahnfußrundungen sich Schrägflächen anschließen, die zur Abstützung der Horizontalglieder von Ketten dienen, deren Teilung größer als die Teilung des Kettenrades ist.
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Das Dokument
US 2013 / 0 139 642 A1 offenbart ein Ritzel, welches eine Vielzahl von ersten Zähnen aufweist und eine gleiche Anzahl von zweiten Zähnen, die länger in Richtung der Drehachse des Kettenblatts bzw. Ritzels sind, als die ersten Zähne ist, was bedeutet dass diese dicker sind als die ersten Zähne, wobei die ersten und zweiten Zähne abwechselnd angeordnet sind. Bei dieser Konfiguration greifen die ersten Zähne in Gliedplatten der Kette mit engen Innenweiten der inneren Gliedplatten ein und die zweiten Zähnen greifen mit Gliedplatten der Kette ein mit breiten Innenweiten der inneren Gliedplatten, was in einer erhöhten Kettenhaltekraft zu Folge hat, wodurch es unwahrscheinlicher ist, dass die Kette außer Eingriff von dem Ritzel bzw. Kettenblatt gelangt, wenn auf einem rauen Terrain gefahren wird. Weiterhin hat bei dem Ritzel bzw. Kettenblatt des Standes der Technik eine Seitenfläche auf der vorgelagerten Seite in der Richtung, in welche das Ritzel bzw. Kettenblatt angetrieben und gedreht wird, welche eine nicht-antriebs-Seitenfläche ist, mit welcher die Rollen der Kette nicht in Kontakt kommen, eine Form, welche in der umfänglichen Richtung hervorsteht. Diese Form erhöht weiterhin die Kettenhaltekraft.
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DE 10 2010 023 882 A1 offenbart ein mehrteiliges Kettenrad, bei dem ein Innenring zur Befestigung des mehrteiligen Kettenrades an einer Radnabe Durchgangslöcher aufweist, welche auf einem gemeinsamen Lochkreis liegen, wobei der Innenring zur Aufnahme eines Zahnkranzes an seiner Peripherie Innenring-Ansätze aufweist, welche radial nach außen weisen, und dass der Zahnkranz radial nach innen weisende Zahnkranz-Ansätze aufweist, welche den radial nach außen weisenden Innenring-Ansätzen des Innenrings räumlich zugeordnet sind, und dass Mittel vorhanden sind, welche den Innenring und den Zahnkranz axial und radial miteinander verbinden.
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Überblick über die Erfindung
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Das Kettenblatt bzw. Ritzel des Standes der Technik, welches die ersten und zweiten Zähne aufweist, mit voneinander unterschiedlicher Dicke und alternierend angeordnet, bietet eine erhöhte Kettenhaltekraft. Die Idee einer unterschiedlichen Dicke ist jedoch nur auf ein Ritzel bzw. Kettenblatt anwendbar, welches eine gerade Gesamtanzahl von Zähnen hat und ist nicht anwendbar auf ein Ritzel bzw. Kettenblatt, welches eine ungerade Gesamtanzahl von Zähnen hat.
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ist es ein Fahrradkettenblatt bzw. Ritzel bereitzustellen, welches eine erhöhte Kettenhaltekraft bereitstellt (das bedeutet eine Kraft basierend auf welcher das Kettenblatt bzw. Ritzel die Kette hält) ohne alternierend einen Unterschied in der Dicke der Zahnabschnitte des Ritzels zu haben.
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Ein Fahrradritzel bzw. Kettenblatt gemäß einem Aspekt der Erfindung ist in Eingriff bringbar mit einer Rollen aufweisenden Kette. Das Fahrradritzel bzw. - kettenblatt weist einen Körper und zumindest einen Zahnabschnitt auf. Der Körper ist drehbar herum um eine Rotationsmittelachse. Der zumindest eine Zahnabschnitt ist entlang eines peripheren Abschnitts des Körpers bereitgestellt und hat eine Vorderfläche, eine Rückfläche, welche in einer axialen Richtung der Rotationsmittelachse weg weist von der Vorderfläche, eine Antriebsseitenfläche, welche die Vorder- und Rückflächen miteinander in der axialen Richtung einer nachgelagerten Seite in Bezug auf eine Antriebsdrehrichtung verbindet und eine nicht-antriebs-Seitenfläche, welche die Vorder- und Rückflächen miteinander in der axialen Richtung auf einer vorgelagerten Seite in Bezug auf die Antriebsdrehrichtung verbindet.
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Der zumindest eine Zahnabschnitt hat einen ersten geschrägten Abschnitt an einem radial äußeren Abschnitt von einem von der Vorderfläche und der Rückfläche und der erste geschrägte Abschnitt ist so geformt, dass er sich radial auswärts in der axialen Richtung verjüngt. Die Antriebsseitenfläche hat einen ersten Vorsprung, welcher nachgelagert in der Antriebsdrehrichtung hervorsteht und radial auswärts von einer Kontaktposition angeordnet ist, an welcher die Antriebsseitenfläche in Kontakt mit jeder der Rollen kommt, wenn die Kette angetrieben wird. Die Antriebsseitenfläche weist einen Abschnitt auf, befindlich radial nach außen des ersten Vorsprungs und ausgeformt an einer gebogenen Fläche, welche konvex in Bezug auf den ersten Vorsprung gekrümmt ist.
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Bei dem Ritzel ist der erste Vorsprung, welcher in der Antriebsdrehrichtung nach unten erstreckt oder nachgelagert angeordnet ist, radial auswärts bereitgestellt von einer Position, in der die Rolle in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche kommt. Der erste Vorsprung begrenzt somit die Bewegung von jeder der Rollen der Kette, welche in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche kommen, wobei es unwahrscheinlich ist, dass sich die Rollen radial auswärts bewegen. Die oben stehende Konfiguration erlaubt eine Erhöhung der Kettenhaltekraft ohne abwechselnde und in der axialen Weite voneinander abweichende der Vielzahl von Zahnabschnitte. Sowohl Ritzel bzw. Kettenblätter, welche eine gerade Gesamtanzahl von Zähnen haben und Ritzel bzw. Kettenblätter, welche eine ungerade Gesamtanzahl von Zähnen haben, können daher mit einer erhöhten Kettenhaltekraft bereitgestellt werden. Weiterhin kann, nachdem eine der Vorderfläche und der Rückfläche den ersten geschrägten Abschnitt, welcher sich verjüngt und in einem radial äußeren Abschnitt des zumindest einen Zahnabschnitts geformt ist hat, sich das in der Antriebsrichtung drehende Ritzel einfacher mit der Kette in Eingriff gelangen, wenn der erste Vorsprung bereitgestellt ist, um die Kettenhaltekraft zu verbessern.
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Bevorzugt steht der erste Vorsprung nachgelagert in der Antriebsdrehrichtung von der Kontaktposition hervor, in welcher die Antriebsseitenfläche in Kontakt mit jeder der Rollen kommt, wenn die Kette angetrieben wird, um einen ersten Abstand, der nicht größer oder gleich 0,1 mm ist, jedoch kleiner oder gleich 0,5 mm ist. Diese Konfiguration erlaubt es dem Zahnabschnitt des Ritzels einfach in Eingriff mit der Kette zu gelangen und verhindert, dass die Kette, welche mit dem Ritzel in Eingriff steht, sich von diesem leicht löst.
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Der erste Abstand kann größer oder gleich 0,2 mm sein, jedoch kleiner oder gleich 0,3 mm.
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Der erste Abstand kann 0,2 mm sein.
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Bevorzugt hat die nicht-antriebs-Seitenfläche einen Erhebungsabschnitt bzw. erhabenen Abschnitt, der konvex in einer umfänglichen Richtung hin zu der nachgelagerten Seite in Bezug auf die Antriebsdrehrichtung ist und der Erhebungsabschnitt steht um eine Größenordnung hervor, welche kleiner ist als eine Größenordnung, um die der erste Vorsprung hervorsteht. In diesem Falle erhält das Bereitstellen des Erhebungsabschnitts die Freigängigkeit des Eingriffs zwischen dem Zahnabschnitt und er Kette und hindert effektiv die Kette daran, außer Eingriff von dem Zahnabschnitt zu gelangen.
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Die nicht-antriebs-Seitenfläche kann einen zweiten Vorsprung haben, welcher in einer umfänglichen Richtung hervorsteht. Die Bereitstellung des zweiten Vorsprungs begrenzt eine radiale Auswärtsbewegung einer jeder der Rollen ebenso auf der nicht-antriebs-Seitenfläche, wodurch die Kettenhaltekraft weiter erhöht wird.
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Bevorzugt kann eine gerade Linie, welche eine Kontaktposition, in der jede der Rollen in Kontakt mit der Antriebsseitenflächen kommt wenn die Kette angetrieben wird, mit der Rotationsmittelachse verbindet zusammen mit einer Tangentiallinie zu der Antriebsseitenfläche in der Kontaktposition einen Winkel bildet, der kleiner oder gleich 7 Grad ist. In diesem Falle ist es unwahrscheinlich, dass sich die Rollen radial auswärts an der Antriebsseitenfläche bewegen, wodurch es unwahrscheinlich ist, dass die Kette außer Eingriff mit dem Ritzel gelangt.
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Ein Fahrradritzel gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist in Eingriff bringbar mit einer Rollen aufweisenden Kette. Das Fahrradritzel weist einen Körper und zumindest einen Zahnabschnitt auf. Der Körper ist drehbar herum um eine Rotationsmittelachse. Der zumindest eine Zahnabschnitt ist bereitgestellt entlang eines peripheren Abschnitt des Körpers und hat eine Vorderfläche, eine Rückfläche, welche in einer axialen Richtung weg weist von der Vorderfläche der Rotationsmittelachse, eine Antriebsseitenfläche, welche auf einer nachgelagerten Seite einer Antriebsrotationsfläche die Vorderfläche und die Rückfläche miteinander in der axialen Richtung verbindet und eine nicht-antriebs-Seitenfläche, welche auf einer vorgelagerten Seite in Bezug auf die Antriebsdrehrichtung die Vorderfläche und die Rückfläche miteinander in der axialen Richtung verbindet.
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Der zumindest eine Zahnabschnitt hat einen ersten geschrägten Abschnitt an einem radial äußeren Abschnitt von einem von der Vorderfläche oder der Rückfläche und der erste geschrägte Abschnitt ist so geformt, dass er sich nach radial auswärts in der axialen Richtung verjüngt. Eine gerade Linie, welche eine Kontaktposition, in welcher jede der Rollen in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche kommt wenn die Kette angetrieben wird, mit der Rotationsmittelachse verbindet, zusammen mit einer Tangentiallinie zu der Antriebsseitenfläche in der Kontaktposition einen Winkel bildet, der kleiner oder gleich 7 Grad ist.
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Bei dem Fahrradritzel ist es unwahrscheinlich, dass sich die Rollen radial auswärts an der Antriebsseitenfläche des Zahnabschnitts bewegen, wodurch es unwahrscheinlich ist, dass die Kette außer Eingriff mit dem Ritzel bzw. Kettenblatt gelangt. Weiterhin erlaubt die oben stehend beschriebene Konfiguration eine Erhöhung der Kettenhaltekraft, ohne die ihrer axialen Dicke alternierenden der Vielzahl von Zahnabschnitten.
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Bevorzugt kann der Winkel kleiner oder gleich 3 Grad sein.
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Der Zahnabschnitt kann einen ersten Zahn, einen zweiten Zahn und einen dritten Zahn hat, wobei der zweite Zahn benachbart zu dem ersten Zahn ist und vorgelagert zu dem ersten Zahn in der Antriebsdrehrichtung, und wobei der dritte Zahn benachbart zu dem zweiten Zahn ist und vorgelagert zu dem zweiten Zahn in der Antriebsdrehrichtung und eine Kontaktposition, in welcher jede der Rollen die Antriebsseitenfläche des ersten Zahns berührt wenn die Kette angetrieben wird, ist von einer nachgelagerten Spitzenposition beabstandet, die eine Position, einer Spitze des dritten Zahns auf einer am Weitesten nachgelagerten Seite in Bezug auf die Antriebsdrehrichtung ist, um einen zweiten Abstand, der größer oder gleich ist 25,4 mm, jedoch kleiner oder gleich 27 mm ist.
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In diesem Fall ist ein Grenzabstand, welcher eine Referenz ist, die dazu verwendet wird ob oder nicht der dritte Zahn des sich drehenden Ritzels mit der Kette in Eingriff gelangt (Abstand zwischen erstem Zahn und dritten Zahn) zwei Mal so groß, wie die Intervalle zwischen den Rollen der Kette (typischerweise 12,7 mm), wodurch die Kette auf eine verlässliche Art und Weise leicht gefangen bzw. in Eingriff gelangt wird.
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Der zweite Abstand kann größer oder gleich 25,4mm sein, jedoch kleiner oder gleich 26,6mm.
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Die andere von der Vorderfläche und der Rückfläche kann einen zweiten geschrägten Abschnitt aufweisen, welcher in einem radialen äußeren Abschnitt des zumindest einen Zahnabschnitts geformt ist und sich radial nach außen in der axialen Richtung verjüngt. In diesem Fall kann, weil ein geschrägter Abschnitt an jeder der Vorder- und Rückseiten bereitgestellt ist, die Kette leichter in Eingriff mit dem Zahnabschnitt des Ritzels gelangen. Die vordere Fläche kann den ersten geschrägten Abschnitt aufweisen und die hintere Fläche kann den zweiten geschrägten Abschnitt aufweisen.
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Bevorzugt ist ein radial äußeres peripheres Ende des ersten geschrägten Abschnitts um einen dritten Abstand in der axialen Richtung beabstandet von einem radial inneren peripheren Ende des ersten geschrägten Abschnitts und ein radial äu-ßeres peripheres Ende des zweiten geschrägten Abschnitts ist von einem radial inneren peripheren Ende des zweiten geschrägten Abschnitts um einen vierten Abstand in der axialen Richtung beabstandet, der gleich dem dritten Abstand ist. In diesem Falle ist es unwahrscheinlich, dass die Kette außer Eingriff von dem Zahnabschnitt gelangt, selbst wenn die Kette in axialer Richtung schwingt, nachdem die axialen Abstände des ersten geschrägten Abschnitts und des zweiten geschrägten Abschnitts zueinander gleich sind.
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Bei einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist ein radial äußeres peripheres Ende des ersten geschrägten Abschnitts um einen dritten Abstand in der axialen Richtung beabstandet von einem radial inneren peripheren Ende des ersten geschrägten Abschnitts und ein radial äußeres peripheres Ende des zweiten geschrägten Abschnitts ist um einen vierten Abstand in der axialen Richtung beabstandet von einem radial inneren peripheren Ende des zweiten geschrägten Abschnitts, wobei der vierte Abstand unterschiedlich ist von dem dritten Abstand.
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Der dritte Abstand kann größer sein als der vierte Abstand. In diesem Fall ist, nachdem der erste geschrägte Abschnitt an der Vorderfläche des Ritzels tiefer ist, als der zweite geschrägte Abschnitt, welcher in der hinteren Fläche des Ritzels ausgeformt ist, die Extremspitze des Zahnabschnitts des Ritzels näher an der hinteren Fläche positioniert. Wenn das Ritzel gemäß der Erfindung ein vorderes Ritzel bzw. Kettenblatt ist und die Kette somit von dem hinteren Ritzel hin zu dem vorderen Ritzel bzw. Kettenblatt so gesetzt ist, dass diese schief nach außen in der axialen Richtung angestellt ist bzw. verläuft, gelangt die Kette leicht mit dem vorderen Ritzel bzw. Kettenblatt in Eingriff.
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Bevorzugt weist der Zahnabschnitt eine Gruppe einer Vielzahl von ersten Zähnen und eine Gruppe einer Vielzahl von zweiten Zähnen auf, wobei jeder der ersten Zähne eine erste Ketteneingriffsweite in der axialen Richtung hat, jeder der zweiten Zähne eine zweite Ketteneingriffsweite in der axialen Richtung hat, welche größer ist als die erste Weite und die Gesamtanzahl der Zähne in dem Zahnabschnitt eine gerade Anzahl ist. In diesem Falle ist die Weite eines jeden der ersten Zähne festgelegt in Übereinstimmung mit der Lücke zwischen einem Paar der inneren Kettenglieder der Kette und die Weite eines jeden der zweiten Zähne ist in Übereinstimmung mit der Lücke zwischen einem Paar von äußeren Gliedern der Kette gesetzt, wodurch die Kettenhaltekraft weiter erhöht wird.
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Die ersten Ketteneingriffsweite eines jeden der ersten Zähne kann eine Weite sein, welche einen Eingriff mit den inneren Gliedplatten der Kette erlaubt und die zweite Ketteneingriffsweite eines jeden der zweiten Zähne kann eine Weite sein, welche einen Eingriff mit den äußeren Gliedplatten der Kette erlaubt.
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Die Gruppe der ersten Zähne und die Gruppe der zweiten Zähne kann alternierend angeordnet sein in einer umfänglichen Richtung.
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Der Zahnabschnitt kann durch ein Stapelelement geformt werden, welches drei aufeinander gestapelte Lagen in der axialen Richtung aufweist. In diesem Fall erlaubt die Verwendung eines leichten Materials zur Bildung der Mittellage des Stapelelements, die nicht in Kontakt mit der Kette gelangt, eine Gewichtsreduzierung des Ritzels bzw. Kettenblattes.
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Das Stapelelement kann ein erstes Element aufweisen, welches aus einem ersten metallischen Material gefertigt ist, ein zweites Element aufweisen, welches aus einem zweiten metallischen Material gefertigt und ein drittes Element aufweisen, das zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element in der axialen Richtung angeordnet und aus einem dritten metallischen Material gefertigt ist und wobei eine spezifische Dichte des dritten metallischen Material geringer ist, als eine spezifische Dichte eines jeden der ersten und zweiten metallischen Materialien. In diesem Falle erlaubt es das zwischen dem ersten Element und dem zweiten Element angeordnete dritte Elemente, dass das Gewicht des Ritzels bzw. Kettenblattes reduziert wird.
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Jedes der ersten und zweiten metallischen Materialien kann Stahl sein und das dritte metallische Material kann Aluminium sein.
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Das Stapelelement kann ein erstes Element aufweisen, welches aus einem ersten metallischen Material ist, ein zweites Element aufweisen, welches aus einem zweiten metallischen Material gefertigt und ein drittes Element aufweisen, welches aus einem nicht metallischen Material gefertigt ist. In diesem Falle wird das dritte Element, welches aus einem nicht metallischen Material gefertigt und zwischen dem ersten und dem zweiten Element angeordnet ist, erlauben, das Gewicht des Ritzels zu reduzieren.
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Das nicht metallische Material kann Kunststoff enthalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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- 1 ist eine Seitenansicht eines Ritzels gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
- 2 ist eine vergrößerte Kantenansicht des Ritzels.
- 3 ist eine Seitenansicht eines Zahnabschnitts des Ritzels.
- 4 ist eine Querschnittsansicht eines Ritzels, gesehen entlang einer Schnittlinie IV-IV in 1.
- 5 ist eine Teilseitenansicht des Ritzels und beschreibt einen Grenzabstand.
- 6 zeigt ein Ritzel gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und entspricht 2.
- 7 ist eine diagrammartige Querschnittsansicht des Ritzels gemäß der Variation 1.
- 8 ist eine diagrammartige Querschnittsansicht eines Ritzels gemäß der Variation 2.
- 9 zeigt ein Ritzel gemäß der Variation 3 und entspricht 3.
- 10 zeigt ein Ritzel gemäß Variation 4 und entspricht 2.
- 11 zeigt ein Ritzel gemäß Variation 5 und entspricht 4.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
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Ausgewählte Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erklärt. Es ist dem Fachmann auf dem Gebiete der Fahrradtechnik von dieser Offenbarung ersichtlich, dass die folgenden gegebenen Beschreibungen der Ausführungsformen nur zu Illustrationszwecken allein und nicht zum Zwecke der Begrenzung der Erfindung, wie diese durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert ist, gegeben wird.
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(Erste Ausführungsform)
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Ein Ritzel 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist ein Fahrradritzel bzw. Kettenblatt, welches in Eingriff bringbar ist mit einer Rollen 40a aufweisenden Kette 40, wie gezeigt in 1 und 2. Das Ritzel 10 ist ein Beispiel eines Fahrradritzels bzw. Kettenblattes. Das Ritzel 10 wird zum Beispiel als vorderes Kettenrad eines Fahrrades verwendet. Wenn an ein Fahrrad montiert, ist das Ritzel 10 typischerweise in einer Position angeordnet, welche mit leicht mehr Abstand von dem Fahrrad angeordnet ist, als eine axiale Mittelposition einer hinteren Ritzelanordnung, die durch eine Vielzahl von hinteren Ritzeln bzw. Kettenblättern geformt wird. Die Kette 40 weist Rollen 40a, eine Vielzahl von Paaren von linken und rechten inneren Gliedplatten 40b und eine Vielzahl von Paaren von äußeren Gliedplatten 40c auf, welche an die Außenseitenflächen der inneren Gliedplatten 40b verbunden sind, wie zu sehen in 4. Die Vielzahl von inneren Gliedplatten 40b sind schwenkbar mit den äußeren Gliedplatten 40c durch Verbindungsstifte 40d verbunden. Jede der Rollen 40a ist drehbar herum um eine äußere umfängliche Fläche des entsprechenden Verbindungsstifts 40d befestigt. Nachdem die Kette 40 eine bekannte Fahrradkette ist, wird keine detaillierte Beschreibung der Kette 40 gegeben.
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Das Ritzel 10 weist einen Körper 12 auf, welcher drehbar herum um eine Rotationsmittelachse X ist und zumindest einen Zahnabschnitt 14, welcher entlang eines peripheren Abschnitts des Körpers 12 bereit gestellt wird, wie zu sehen in 1 und 2. Der Körper ist aus einem ringförmigen Plattenelement gefertigt, welches zum Beispiel aus Stahl, Aluminium, Titan oder einem anderen metallischen Material oder einem carbonfaserverstärkten Material oder einem anderen nicht metallischen Material hergestellt ist. Der Körper 12 hat eine Vielzahl von Kurbelbefestigungsabschnitten 12a, welche in einem radial inneren Abschnitt ausgeformt sind und die Kurbelbefestigungsabschnitte 12 sind an einem Kurbelarm (nicht gezeigt) zum Beispiel mit einer Vielzahl von Schraubenelementen befestigt. In der ersten Ausführungsform ist der Körper 12 dicker als der Zahnabschnitt 14 der axialen Richtung des Körpers 12. Der Körper kann jedoch gleich dick wie der Zahnabschnitt sein.
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Der zumindest eine Zahnabschnitt 14 hat eine Vorderfläche 20, eine Rückfläche 22, welche von der Vorderfläche 20 in der axialen Richtung der Rotationsmittelachse X weg weist, eine Antriebsseitenfläche 24, welche an der nachgelagerten Seite (rechte Seite in 3) in einer Antriebsdrehrichtung R1 die Vorderfläche 20 und die Rückfläche 22 aneinander in der axialen Richtung verbindet und eine nicht-antriebs-Seitenflächen 26, welche auf einer vorgelagerten Seite (linke Seite in 3) in der Antriebsdrehrichtung R1 die Vorderfläche 20 und die Rückfläche 22 miteinander in der axialen Richtung verbindet, wie zu sehen in 2, 3 und 4. In der ersten Ausführungsform ist der Zahnabschnitt 14 in einer Vielzahl von Positionen angeordnet, zum Beispiel in 34 Positionen. Die Anzahl von Zahnabschnitten 14 ist nicht begrenzt auf 34. Der Zahnabschnitt 14 ist zum Beispiel aus Stahl, Aluminium oder Titan gefertigt.
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Der Zahnabschnitt 14 hat einen ersten Vorsprung 28, welcher nachgelagert in der Antriebsdrehrichtung R1 hervorsteht und radial auswärts von einer Kontaktposition CP angeordnet ist, in welcher die Antriebsseitenfläche 24 in Kontakt mit jeder der Rollen 40a kommt, wenn die Kette angetrieben wird. Ein Abschnitt der Antriebsseitenfläche 24, welcher radial nach außen des ersten Vorsprungs 28 befindlich ist, ist an einer gebogenen Fläche ausgeformt, welche konvex in Bezug auf den ersten Vorsprung 28 gekrümmt ist, wie in 3 gezeigt. Ein Abschnitt der Antriebsseitenfläche 24, welcher radial innerhalb des ersten Vorsprungs 34 ist, ist an einer bogenförmigen Fläche ausgeformt, welche konkav gekrümmt in Bezug auf den ersten Vorsprung 28 ist. Der erste Vorsprung 28 steht nachgelagert in der Antriebsdrehrichtung R1 von der Kontaktposition CP vor, in welcher jede der Rollen 40a in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche 24 kommt. Ein erster Abstand D1, um welchen der erste Vorsprung 28 nachgelagert in der Antriebsdrehrichtung R1 von der Kontaktposition hervorsteht, ist zum Beispiel größer oder gleich 0,1 mm, jedoch kleiner oder gleich 0,5 mm. Der erste Abstand D1 ist bevorzugt größer oder gleich 0,2 mm, jedoch kleiner oder gleich 0,3 mm. In der ersten Ausführungsform ist der erste Abstand D1 zum Beispiel 0,2 mm. Der erste Abstand D1 ist definiert durch das Erstrecken des Bogens radial außerhalb des ersten Vorsprungs 28, zu einem Kontaktkreis CL, welcher durch die Kontaktpositionen CP verläuft, als der Abstand von der Kontaktposition CP zu einem Schnittpunkt des Bogens CC und dem Kontaktkreis CL. Wenn der Abschnitt des Zahnabschnitts 14, der radial außerhalb des ersten Vorsprungs 28 ist, ein gerades Liniensegment anstelle des gebogenen Segments hat, kann der erste Abstand D1 definiert werden durch Zeichnen einer imaginären Linie von dem umfänglich am Weitesten hervorstehenden Ende des ersten Vorsprungs 28 hin zu der Rotationsmittelachse X und Abmessens des Abstandes zu einem Schnittpunkt IP der imaginären Geraden und des Kontaktkreises CL, welcher durch die Kontaktpositionen CP verläuft. Das Bereitstellen der Antriebsseitenfläche 24 mit dem so konfigurierten ersten Vorsprung 28 verhindert eine Bewegung einer jeder der Rollen 40a der Kette 40, welche in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche 24 ist und es ist für die Rolle 40a unwahrscheinlich, sich nach außen in der radialen Richtung zu bewegen. Weiterhin kann die Dicke der Vielzahl von Zahnabschnitten 14 in der axialen Richtung leicht kleiner sein als die Lücke zwischen dem Paar von inneren Gliedern. Als Folge kann die Kettenhaltekraft erhöht werden ohne ihrer Dicke abwechselnde Zahnabschnitte 14 des Ritzels 10.
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Eine gerade Linie L1, welche die Kontaktposition CP, in welcher jede der Rollen 40a in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche 24 kommt wenn die Kette angetrieben wird, mit der Rotationsmittelachse X und eine Linie TL, die tangential zu der Antriebsseitenfläche 24 in der Kontaktposition CP ist, bilden einen Winkel α größer oder gleich -7 Grad, jedoch kleiner oder gleich 7 Grad. Der Winkel α ist bevorzugt größer oder gleich -3 Grad, jedoch kleiner oder gleich 3 Grad. Der Winkel α wird gesetzt, um in den oben beschriebenen Bereich zu fallen und resultiert in einer steilen Anwinkelung der Antriebsseitenfläche 24 des Zahnabschnitts 14 in der Kontaktposition CP und für jede der Rollen 40a ist es unwahrscheinlich, dass sie sich radial auswärts an der Antriebsseitenfläche 24 bewegt. Eine Zahnspitzenweite W1 des Zahnabschnitts 14 wird bevorzugt größer gewählt, als eine Zahnspitzenweite W2 eines Zahnspitzenabschnitts des Stands der Technik, wie dieser durch die gepunktete Linie angegeben wird, wie zu sehen in 3. In diesem Falle ist es für die Kette 40 noch unwahrscheinlicher, dass sie außer Eingriff mit dem Zahnabschnitt 14 des Ritzels 10 gelangt.
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Die nicht-antriebs-Seitenfläche 26 hat keinen Vorsprung dort daran ausgeformt, wie der erste Vorsprung 28 an der Antriebsseite 24. Die nicht-antriebs-Seitenfläche 26 hat anstelle dessen einen Erhebungsabschnitt 30 bzw. einen erhabenen Abschnitt 30 dort daran ausgeformt. Der Erhebungsabschnitt 30 ist radial auswärts von dem Kontaktkreis CL angeordnet, was leicht konvex hin zu der vorgelagerten Seite hin zu der Antriebsdrehrichtung R1 ist. Die Größenordnung des Vorsprunges D5 des Erhebungsabschnitts 30 an der nicht-antriebs-Seitenfläche 26 ist kleiner als die Größenordnung des Vorsprunges um den der erste Vorsprunges 28 an der Antriebsseite 24 (erste Abstand D1) hervorsteht. In der ersten Ausführungsform sind die Antriebsseitenfläche 24 und die nicht-antriebs-Seitenfläche 26 demzufolge asymmetrisch in Bezug auf eine Gerade L2, welche die Rotationsmittelachse X mit der umfänglichen Mittelposition des Zahnabschnitts 14 verbindet. Die Form des Zahnabschnitts 14 wie obenstehend beschrieben erhält einen einfachen Eingriff zwischen dem Zahnabschnitt 14 und der Kette 40 und verhindert effektiv das außer Eingriff Kommen der Kette 40 von dem Zahnabschnitt 14. Ein Winkel β zwischen einem Erhöhungseinleitungsabschnitt des Erhebungsabschnitts 30 und der Geraden L2 bewegt sich zum Beispiel in einem Bereich von 4 Grad bis 5 Grad. Darüber hinaus muss der erhöhte Abschnitt 30 auf der nicht-antriebs-Seitenfläche 26 nicht notwendigerweise ausgeformt werden.
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Der Zahnabschnitt 14 hat einen ersten Zahn 14a, einen zweiten Zahn 14b, welcher benachbart zu dem ersten Zahn 14a ist und vorgelagert dem ersten Zahn 14a in der Antriebsdrehrichtung R1 ist und einen dritten Zahn 14c, welcher benachbart zu dem zweiten Zahn 14b und vorgelagert zu dem zweiten Zahn 14b in der Antriebsdrehrichtung R1, wie gezeigt in 5, ist. Ein zweiter Abstand D2 zwischen einer Kontaktposition CP, in welcher die Rollen 40a in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche 24 des ersten Zahns 14a kommen, wenn die Kette angetrieben wird und einer nachgelagerten Spitzenposition TD, welche die Position der Spitze des dritten Zahns 14c auf der am Meisten nachgelagerten Seite in Bezug auf die Antriebsdrehrichtung ist, bevorzugt größer oder gleich 25,4 mm, jedoch kleiner oder gleich 27 mm ist. Der zweite Abstand D2 ist ein Grenzabstand, welcher es einer Kette 40, welche in Eingriff mit dem ersten Zahn 14a steht, einfach in Eingriff mit dem dritten Zahn 14c zu gelangen. Ein großer zweiter Abstand D2 macht es für die Kette 40 schwierig in Eingriff mit dem dritten Zahn 14c zu gelangen oder macht es wahrscheinlich, dass die Kette 40 abspringt. Der zweite Abstand D2 ist bevorzugt größer oder gleich 25,4 mm, jedoch kleiner oder gleich 26,6 mm. Der zweite Abstand D2 wird in Anbetracht der Größenordnung der Ausdehnung bzw. Dehnung oder Erstreckung der Kette 40 festgelegt.
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Eine der Vorderflächen 20 und der Rückflächen 22 hat einen ersten geschrägten Abschnitt 32, welcher an einem radial äußeren Abschnitt des Zahnabschnitts 14 geformt ist und sich radial auswärts in der axialen Richtung verjüngt. Die zweite von der Vorderfläche 20 und der Rückfläche 22 hat einen zweiten geschrägten Abschnitt 34, welcher an einem radial äußeren Abschnitt des Zahnabschnitts 14 ausgeformt ist und sich radial nach außen in der axialen Richtung verjüngt. Bei der ersten Ausführungsform hat die Vorderfläche 20 den ersten geschrägten Abschnitt 32 und die Rückfläche 22 hat den zweiten geschrägten Abschnitt 34. Nachdem die Vorderfläche 20 den ersten geschrägten Abschnitt 32 und die Rückfläche 22 den zweiten geschrägten Abschnitt 34 aufweisen, greift die Kette 40 leicht in den Zahnabschnitt 14 ein, das heißt der dritte Zahn 14c greift leicht mit der Kette 40 ein, selbst wenn die Kette angetrieben wird und die Kette 40 schief verläuft.
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Der erste geschrägte Abschnitt 32 hat einen radial äußeren Abschnitt geformt aus einer ersten geschrägten Fläche 32a, welche durch die gerade dicke Linie in einer Querschnittsansicht gezeigt ist und einen radial inneren Abschnitt, der durch eine erste gekrümmte Fläche 32b geformt ist, welche die erste gekrümmte Fläche 32a mit der Vorderfläche 20 in bogenförmiger Form verbindet, wie in einer Querschnittsansicht wie zum Beispiel der 4, gezeigt. Der zweite geschrägte Abschnitt 34 hat einen radial äußeren Abschnitt, der aus einer zweiten geschrägten Fläche 34a geformt wird, wie dies durch die dicke Linie in einer Querschnittsansicht gezeigt ist und einen radial inneren Abschnitt, der durch eine gekrümmte Fläche 34b geformt wird, der die zweite geschrägte Fläche 34a mit der Rückfläche 22 in bogenförmiger Form verbindet, wie in der Querschnittsansicht gezeigt. Jeder der ersten geschrägten Abschnitte 32 und der zweiten geschrägten Abschnitte 34 können jedoch auch komplett aus einer geschrägten Fläche oder einer gekrümmten Fläche geformt sein. Eine erste Verbindungsposition JP1, an der die erste verjüngte Fläche 32a und die erste gekrümmte Fläche 32b miteinander verbunden sind und eine zweite Verbindungsposition JP2, in welcher die zweite verjüngte Fläche 34a und die zweite gekrümmte Fläche 34b miteinander verbunden sind, sind die der gleichen radial äußeren Positionen angeordnet. Wie oben stehen geschrieben greift die Kette 40 einfach in das Ritzel 10 ein, nachdem die Vorderfläche 20 die ersten geschrägten Abschnitte 32 und die Rückfläche 22 die zweiten geschrägten Abschnitte 34 aufweist.
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Ein dritter Abstand in der axialen Richtung zwischen einem radial äußeren peripheren Ende und einem radial inneren peripheren Ende des ersten geschrägten Abschnitts 32 ist gleich einem vierten Abstand D4 in der axialen Richtung zwischen einem radial äußeren peripheren Ende und einem radial inneren peripheren Ende des zweiten geschrägten Abschnitts 34. Jeder des dritten Abstands D3 und des vierten Abstands D4 ist bevorzugt größer oder gleich 0,75 mm, jedoch kleiner oder gleich 0,95 mm. Bei der ersten Ausführungsform ist jeder des dritten Abstands D3 und des vierten Abstands D4 0,875 mm. Der Abstand zwischen der Vorderfläche 20 und der Rückfläche 22 des Zahnabschnitts 14 ist zum Beispiel 2,1 mm. Die Dicke der Spitze des Zahnabschnitts 14 ist dementsprechend 0,35 mm.
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Der zweite Abstand D2 betrifft, wie obenstehend beschrieben, die Leichtigkeit des Eingriffs zwischen dem Zahnabschnitt 14 und der Kette 40 bei einer Vorwärtsdrehung des Ritzels bzw. Kettenblattes 10. Wenn die Kette 40 angetrieben wird, wobei die Kette 40 so gesetzt ist, dass die Kette 40 von einer hinteren Ritzelanordnung schräg hin zu dem Ritzel bzw. Kettenblatt 10 orientiert ist, welches ein vorderes Kettenblatt ist, erlaubt es ein kürzerer zweiter Abstand D2 dem Zahnabschnitt 14 des Ritzels bzw. Kettenblatts 10 leichter mit der Kette 40 einzugreifen. Das liegt daran, dass wenn der erste Zahn 14a die Kette 40 in dem Zustand, wie gezeigt in 5, antreibt, ist der Axialabstand zwischen der nachgelagerten Spitzenposition TD, welches die Position der Spitze des dritten Zahns 14c auf der am Meisten nachgelagerten Seite in Bezug auf die Antriebsdrehrichtung ist, und der Kette 40 klein. Der zweite Abstand D2 ist jedoch in Übereinstimmung mit den Abständen zwischen den Rollen der Kette 40 festgelegt und hat bevorzugt eine Länge, die zumindest zwei Mal den Intervallen zwischen den Rollen der Kette 40 entspricht. Weiterhin erlaubt ein relativ großer Wert für den dritten Abstand D3, wie obenstehend beschrieben, es dem Zahnabschnitt 14 des Ritzels bzw. Kettenblatts leicht in Eingriff mit der Kette 40 zu gehen, wenn diese angetrieben wird, jedoch wird ein zu großer Wert für den dritten Abstand D3 das Risiko erhöhen, dass die Kette 40 außer Eingriff mit dem Zahnabschnitt 14 gelangt, wenn die Kette 40 schwingt in der axialen Richtung. Angesichts der oben beschriebenen Fakten wird bei der ersten Ausführungsform der dritte Abstand D3 und der vierte Abstand D4 so gesetzt, dass sie einander gleich sind.
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Bei einem so konfiguriertem Ritzel bzw. Kettenblatt 10 selbst wenn das Fahrrad auf einem rauen Gelände bewegt wird, mit Unebenheiten und die Kette 40 demzufolge schwingt und sich kurz davor befindet in eine Richtung zu bewegen, die ein außer Eingriff bringen der Kette 40 zur Folge hat, begrenzt der erste Vorsprung 28, welcher auf der Antriebsseitenfläche 24 des Zahnabschnitts 14 bereitgestellt ist und nach unten in der Antriebsdrehrichtung R1 sich erstreckt eine radial auswärts Bewegung der Kette 40. Die Kette 40 wird sich deshalb unwahrscheinlich lösen, selbst wenn das Fahrrad auf einem rauen Gelände fährt. Weiterhin wird der zweite Abstand D2 auf einen Wert gesetzt, welcher leicht größer ist als zwei Mal das Intervall zwischen den Gliedern der Kette 40, um es dem Kettenblatt bzw. Ritzel 10 zu ermöglichen leicht mit der Kette 40 eingreifen, wenn sich das Ritzel 10 in der Antriebsrichtung dreht. Folglich greift die Kette 40 leicht mit dem Zahnabschnitt 14 ein, selbst wenn die Kette 40 angetrieben wird, wobei die Kette 40 in axialer Richtung zwischen dem Ritzel bzw. Kettenblatt 10 und dem hinteren Ritzel 10 schräg verläuft. Die Kette 40 kann demzufolge effektiv gefangen bzw. gehalten werden, selbst wenn der erste Vorsprung 38 bereitgestellt wird. Weiterhin ist es unwahrscheinlich, dass sich die Kette 40 von dem Zahnabschnitt 14 löst, selbst wenn die Kette in der axialen Richtung schwingt, nachdem der dritte Abstand D3 und der vierte Abstand D4 auf den gleichen Wert gesetzt sind.
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(Zweite Ausführungsform)
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In 6 wird ein Fahrradritzel bzw. Kettenblatt 110 in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform dargestellt, welches ein Fahrradritzel bzw. Kettenblatt ist, das in Eingriff mit der Kette 40, welche die Rollen 40a aufweist, gemacht werden kann, jedoch ist ein Zahnabschnitt 114 unterschiedlich von dem Zahnabschnitt in der ersten Ausführungsform. Der Zahnabschnitt 114 hat keine ersten Vorsprünge. Das Ritzel bzw. Kettenblatt 110 weist den Körper 12 auf, welcher drehbar herum um die Rotationsmittelachse X ist und zumindest einen Zahnabschnitt 114, wie bei der ersten Ausführungsform. In der folgenden Beschreibung werden den gleichen Komponenten wie bei der ersten Ausführungsform die gleichen Bezugszeichen gegeben wie denen in der ersten Ausführungsform und keine Beschreibung dieser Teile wird gegeben. Komponenten, die unterschiedlich von denen der ersten Ausführungsform sind, werden mit einem dreistelligen Bezugszeichen, das in den letzten zwei Stellen identisch ist zu den Bezugszeichen der ersten Ausführungsform, gekennzeichnet.
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Der zumindest eine Zahnabschnitt 114 hat die Vorderfläche 20, eine Rückfläche (nicht gezeigt), welche von der Vorderfläche 20 in der axialen Richtung der Rotationsmittelachse X weg weist, eine Antriebsseitenfläche 124, welche die auf der nachgelagerten Seite (rechte Seite in 6) in der Antriebsdrehrichtung R1 die Vorderfläche 20 und die Rückfläche miteinander in der axialen Richtung verbindet und die nicht-antriebs-Seitenfläche 26, welche an der vorgelagerten Seite (linke Seite in 3) in der Antriebsdrehrichtung R1 die Vorderfläche 20 und die Rückfläche miteinander in der axialen Richtung verbindet. In der zweiten Ausführungsform ist der Zahnabschnitt 114 in einer Vielzahl von Positionen, zum Beispiel in 34 Positionen angeordnet. Die Anzahl der Zähne 114 ist nicht auf „34“ begrenzt.
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Die gerade Linie L1, welche die Kontaktposition CP, in welcher jede der Rollen 40a in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche 124 kommt, wenn die Kette angetrieben wird, mit der Rotationsmittelachse X und die Linie TL, welche tangential zu der Antriebsseitenfläche 124 in der Kontaktposition CP ist, formen den Winkel α größer oder gleich zu -7 Grad, jedoch kleiner oder gleich zu 7 Grad. Der Winkel α ist bevorzugt größer oder gleich zu -3 Grad, jedoch kleiner oder gleich zu 3 Grad. Bei der zweiten Ausführungsform ist der Winkel α zwischen der geraden Linie L1 und der Tangentiallinie TL so gesetzt, dass er größer ist als der Winkel α in der ersten Ausführungsform. Der Winkel α wird gesetzt, um in den oben beschriebenen Bereich zu fallen und eine steile Anwinkelung der Antriebsseitenfläche 124 des Zahnabschnitts 114 in der Kontaktposition CP zu produzieren und es für jede der Rollen 14 unwahrscheinlich zu machen, sich radial auswärts auf der Antriebsseitenfläche 124 zu bewegen.
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Bei der zweiten Ausführungsform sind die anderen Komponenten die gleichen, als die bei der ersten Ausführungsform. Das bedeutet, das Ritzel bzw. Kettenblatt 110 gemäß der zweiten Ausführungsform hat den ersten geschrägten Abschnitt 32 und den zweiten geschrägten Abschnitt 34 wie bei der ersten Ausführungsform. Weiterhin sind der zweite Abstand D2, der dritte Abstand D3 und der vierte Abstand D4 in den gleichen Bereichen gewählt, wie bei der ersten Ausführungsform.
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(Variationen)
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Ausführungsformen der Erfindung wurden obenstehend beschrieben, jedoch ist die Erfindung nicht auf die oben stehenden Ausführungsformen beschränkt und eine Vielzahl von Änderungen kann daran gemacht werden, in einem Maße, in dem die Änderungen sich nicht von dem Fokus der Erfindung entfernen. Insbesondere können die Vielzahl von Ausführungsformen und Variationen wie hier beschrieben beliebig kombiniert miteinander werden, ganz wie benötigt.
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(a) Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen ist der Zahnabschnitt 14 (oder 114) aus einem einzelnen metallischen Material gefertigt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf begrenzt. In Variation 1, wie gezeigt in 7, ist die Konfiguration eines Zahnabschnitts 214 eines Ritzels bzw. Kettenblatts 210 unterschiedlich von dem in der ersten und zweiten Ausführungsform. Das bedeutet der Zahnabschnitt 214 ist aus einem Stapelelement 236 geformt, welches drei aufeinander gestapelte Lagen in der axialen Richtung der Rotationsmittelachse X aufweist. Das Stapelelement 236 weist ein erstes Element 236a, welches aus einem ersten metallischen Material gefertigt ist, ein zweites Element 236b, welches aus einem zweiten metallischen Material gefertigt ist und ein drittes Element 236c auf, welches zwischen dem ersten Element 236a und dem zweiten Element 236b in der axialen Richtung angeordnet ist und aus einem dritten metallischen Material gefertigt ist auf. Die spezifische Dichte des dritten Materials ist geringer als die spezifische Dichten von dem ersten metallischen Material und dem zweiten metallischen Material. Jedes des ersten metallischen Materials und des zweiten metallischen Materials ist zum Beispiel Stahl und das dritte metallische Material ist zum Beispiel Aluminium. Ein jedes der ersten metallischen Materialien und der zweiten metallischen Materialien ist jedoch nicht auf Stahl begrenzt. Das dritte metallische Material ist nicht auf Aluminium begrenzt.
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In Variation 1 sind, in dem Zahnabschnitt 214, das erste Element 236a an der Vorderseite und das zweite Element 236b an der Rückseite, welche in Kontakt mit der Kette 40 kommen und dementsprechend eine ausreichende Stabilität brauchen, aus Stahl gefertigt und weisen eine größere spezifische Dichte und höhere Stabilität auf, wohingegen ist das dritte Element, 236c, welches eine Zwischenlage ist und deshalb nicht so stabil zu sein braucht, aus Aluminium gefertigt, welches eine geringere spezifische Dichte hat, wobei die Stabilität des Ritzels bzw. Kettenblattes 210 gewahrt bleibt und dessen Gewicht reduziert wird. Die Struktur des Körpers, wie zum Beispiel der Zähne 314 kann die Dreilagenstruktur sein.
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(b) In Variation 2, wie gezeigt in 8, unterscheidet sich ein Dreilagenelement 336 eines Zahnabschnitts 314 eines Ritzels bzw. Kettenblatts 310 von dem in Variation 1 und weist ein erstes Element 336a auf, welches aus einem ersten metallischen Material gefertigt ist, ein zweites Element 336b, welches aus einem zweiten metallischen Material gefertigt ist und ein drittes Element 336c, welches aus einem nicht metallischen Material gefertigt ist. Jedes der ersten metallischen Materialien und der zweiten metallischen Materialien ist zum Beispiel Stahl und das nicht metallische Material kann zum Beispiel Kunststoff enthalten. Jedes der ersten metallischen Materialien und der zweiten metallischen Materialien ist nicht auf Stahl begrenzt. Das nicht metallische Material ist nicht auf ein Kunststoff begrenzt.
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In Variation 2 sind, bei dem Zahnabschnitt 314, das erste Element 336a an der Vorderseite und das zweite Element 336b an der Hinterseite, welche in Kontakt mit der Kette 40 kommen und deswegen eine ausreichende Stabilität benötigen, aus Stahl gefertigt, welcher eine hohe Stabilität aufweist, wohingegen das dritte Element 336c, welches eine Zwischenlage ist und daher nicht so stabil ausgeführt werden muss, Kunststoff aufweist, welcher eine spezifische Dichte hat, die kleiner ist als die von Stahl, wobei die Stabilität des Ritzels bzw. Kettenblatts 310 aufrechterhalten und dessen Gewicht dadurch reduziert wird. Die Struktur des Körpers sowie der Zähne 314 kann die Dreilagenstruktur aufweisen.
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(c) In den ersten und zweiten Ausführungsformen weisen die nicht-antriebsSeitenflächen 26 keinen Vorsprung auf, welcher in der umfänglichen Richtung hervorsteht, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt.
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Ein Zahnabschnitt 414 eines Ritzels bzw. Kettenblatts 410 der in 9 gezeigten Variation 3 hat eine nicht-antriebs-Seitenfläche 426, welche einen zweiten Vorsprung 438 hat, der in der umfänglichen Richtung hervorsteht. Weiterhin hat eine Antriebsseitenfläche 424 einen ersten Vorsprung 428. Der erste Abstand D1, welcher mit dem ersten Vorsprung 428 in Zusammenhang steht, ist kleiner als der erste Abstand D3, welcher in Zusammenhang mit dem ersten Vorsprung 28 der ersten Ausführungsform steht und ist zum Beispiel 0,15 mm. Weiterhin ist der Winkel α zum Beispiel 2 Grad.
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Die Antriebsseitenfläche 424 und die nicht-antriebs-Seitenfläche 426 sind symmetrisch in Bezug auf die gerade Linie L2, welche die Rotationsmittelachse X mit dem umfänglichen Mittelpunkt des Zahnabschnitts 414 verbindet. Der erste Vorsprung 428 und der zweite Vorsprung 438 haben demzufolge die gleiche Größenordnung an Vorsprung.
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Ein so konfiguriertes Ritzel bzw. Kettenblatt 410, welches den zweiten Vorsprung 438 aufweist, der an der nicht-antriebs-Seitenfläche 426 bereitgestellt ist, kann eine weiter erhöhte Kettenhaltekraft bereitstellen. In 9 der Variation 3 hat die Antriebsseitenfläche 424 den ersten Vorsprung 428, jedoch kann die Antriebsseitenfläche keinen Vorsprung haben, wie in der in 6 gezeigten zweiten Ausführungsform.
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(d) Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen und Variationen 1 und 3 wie oben stehend beschrieben, hat der Zahnabschnitt des Ritzels bzw. Kettenblatts eine fixe Länge in der axialen Richtung (Dicke), jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. In Variation 4, wie gezeigt in 10, weist ein Zahnabschnitt 514 des Ritzels bzw. Kettenblattes 510 eine Gruppe von einer Vielzahl von ersten Zähnen 514d auf, wovon ein Jeder eine erste Ketteneingriffsdicke T1 in der axialen Richtung aufweist und eine Gruppe von einer Vielzahl von zweiten Zähnen 514e, von welchen ein Jeder eine zweite Ketteneingriffsdicke T2 aufweist, welche größer ist als die erste Ketteneingriffseindicke T1 in der axialen Richtung und die Gesamtanzahl der Zahnabschnitte 514 ist eine gerade Anzahl. Die erste Ketteneingriffsdicke T1 eines Jeden der ersten Zähne 514d ist eine Dicke, welche einen Eingriff mit den inneren Gliedplatten 40b der Kette 40 erlaubt und die zweite Ketteneingriffsdicke T2 eines Jeden der zweiten Zähne 514e ist eine Dicke, welche einen Eingriff mit den äußeren Gliedplatten 40c der Kette 40 erlaubt, jedoch ist der Gruppe von zweiten Zähnen 514e nicht erlaubt, in Eingriff mit den inneren Gliedplatte 40b zu gelangen. Bei Variation 5 ist die Gruppe von ersten Zähnen 514d und die Gruppe von zweiten Zähnen 514e abwechselnd angeordnet in der umfänglichen Richtung.
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Die erste Ketteneingriffsweite T1 der Gruppe von ersten Zähnen 514d ist bevorzugt größer oder gleich 1,5 mm, jedoch kleiner oder gleich 2,3 mm. Die erste Ketteneingriffsdicke T1 der Gruppe von ersten Zähnen 514d wird so ausgewählt, dass sie in den oben beschriebenen Bereich fällt und es der Gruppe von ersten Zähnen 514d erlaubt, die notwendige Steifigkeit zu haben, um einfach in Eingriff mit den inneren Gliedplatten 40b zu gelangen. Die zweite Ketteneingriffsdicke T2 der Gruppe von zweiten Zähnen 514e ist bevorzugt größer oder gleich 2,5 mm, jedoch kleiner oder gleich 5,4 mm, besonders bevorzugt größer oder gleich 3,0 mm, jedoch kleiner oder gleich 4,5 mm. Die zweite Ketteneingriffsweite T2 der Gruppe von zweiten Zähnen 514e wird ausgewählt, sodass sie in den oben beschriebenen Bereich fällt und verhindert, dass die Gruppe von zweiten Zähnen 514e in Eingriff mit den Innengliedplatten 40b gelangt, es jedoch der Gruppe von zweiten Zähnen 514e erlaubt, leicht in Eingriff mit den äußeren Gliedplatten 40c zu gelangen.
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Auf der anderen Seite hat jeder der ersten Zähne 514d bevorzugt eine Balken (-) Form, wenn von der radial äußeren Seite gesehen. Jeder der zweiten Zähne 514e hat bevorzugt eine Kreuzform (+), wenn von der radial äußeren Seite gesehen. Weiterhin hat eine Vorderfläche 520a eines jeden der ersten Zähne 514d einen ersten geschrägten Abschnitt 532c, welcher so sich verjüngt, dass die axiale Weite des Zahnes graduell nach radial außen abnimmt. Eine Vorderfläche 520b eines jeden der zweiten Zähne 514e hat einen ersten geschrägten Abschnitt 532d, welcher sich so verjüngt, dass die axiale Weite des Zahnes graduell radial nach außen abnimmt. Eine Rückfläche 522b, eines jeden der zweiten Zähne 514e hat einen zweiten geschrägten Abschnitt 534d, welcher sich so verjüngt, dass die axiale Weite des Zahnes graduell abnimmt nach radial außen. Die geschrägten Abschnitte erlauben es der Gruppe von ersten Zähnen 514d und der Gruppe von zweiten Zähnen 514e leicht mit den inneren Gliedplatten 40b und den äußeren Gliedplatten 40c in Eingriff zu gelangen. Weiterhin hat eine nicht-antriebs-Seitenfläche 526 eines jeden der ersten Zähne 514d keinen Vorsprung, wohingegen eine Antriebsseitenfläche 524d einen ersten Vorsprung 528a hat, welcher die gleiche Konfiguration hat, wie in der ersten Ausführungsform. Die nicht-antriebs-Seitenfläche 526b eines Jeden der zweiten Zähne 514e hat keinen Vorsprung, wohingegen die Antriebsseitenfläche 524b einen ersten Vorsprung 528b hat, welcher die gleiche Konfiguration wie bei der ersten Ausführungsform aufweist.
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Das so konfigurierte Ritzel bzw. Kettenblatt 510, bei welchem die ersten Zähne 514d und die zweiten Zähne 514e abwechselnd angeordnet sind und axiale Dicken bzw. Weiten aufweisen, die zu den inneren Gliedplatten 40b und den äußeren Gliedplatten 40c der Kette 40 jeweils entsprechen, kann eine weiter erhöhte Kettenhaltekraft bereitstellen.
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Bei Variation 4 ist die Antriebsseitenfläche 524d eines jeden der ersten Zähne 514d mit dem ersten Vorsprung 428 versehen und die Antriebsseitenfläche 524b eines jeden der zweiten Zähne 514e weist den erste Vorsprung 528b auf. Jedoch ist Variation 4 nicht darauf beschränkt und die Antriebsseitenflächen können keine ersten Vorsprünge aufweisen und die gleiche Konfiguration haben, als die Antriebsseitenflächen, die in der zweiten Ausführungsform offenbart sind. Weiterhin können die nicht-antriebs-Seitenfläche 526, welche keine Vorsprünge haben, zweite Vorsprünge, wie die zweiten Vorsprünge, gezeigt in Variation 3 aufweisen. Darüber hinaus kann die Anzahl der ersten Zähne unterschiedlich sein von der Anzahl der zweiten Zähne. In diesem Fall kann die Anzahl der zweiten Zähne kleiner sein als die Anzahl der ersten Zähne. Es soll jedoch beachtet werden, dass die Gruppe der ersten Zähne und die Gruppe der zweiten Zähne so angeordnet werden müssen, dass die Gruppe der ersten Zähne in Eingriff mit den inneren Gliedplatten und den äußeren Gliedplatten und das die Gruppe von zweiten Zähnen nur mit den äußeren Gliedplatten in Eingriff gelangen.
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(e) Bei der ersten Ausführungsform ist der dritte Abstand D3 mit dem ersten geschrägten Abschnitt 32 assoziiert und der vierte Abstand D4 ist mit dem zweiten geschrägten Abschnitt 34 assoziiert und sind einander gleich, jedoch ist die Erfindung darauf nicht beschränkt. In Variation 5, wie gezeigt in 11, ist ein radial äußerer Abschnitt des ersten geschrägten Abschnitts 632 eines Zahnabschnitts 614 des Kettenblatts bzw. Ritzels 610 aus einer ersten verjüngten Fläche 632, wie diese durch eine dicke Linie in einer Querschnittsansicht gezeigt ist, geformt und ein radial innerer Abschnitt ist aus einer ersten gekrümmten Fläche 632b geformt, welche die erste verjüngte Fläche 632a mit einer Vorderfläche 620 in Bogenform in einer Querschnittsansicht verbindet. Ein zweiter geschrägter Abschnitt 634 hat einen radialen äußeren Abschnitt, der aus einer zweiten verjüngten Fläche 634a geformt ist, wie dies durch die dicke Linie in einer Querschnittsansicht angegeben wird und ein radial innerer Abschnitt ist aus einer gekrümmten Fläche 634b geformt, welche die zweite verjüngte Fläche 634a mit einer Rückfläche 622 in Bogenform in einer Querschnittsansicht verbindet. Jeder von dem ersten geschrägten Abschnitt 632 und dem zweiten geschrägten Abschnitt 634 kann gänzlich aus einer verjüngenden Fläche oder einer gekrümmten Fläche geformt sein. In der ersten Verbindungsposition JP1, in welcher die erste verjüngte Fläche 632a und die erste gekrümmte Fläche 632b miteinander verbunden sind, ist in einer radial äußeren Position angeordnet, in Vergleich zu der zweiten Verbindungsposition JP2, in welcher die zweite verjüngte Fläche 634a und die zweite gekrümmte Fläche 634b miteinander verbunden sind. Wie obenstehend beschrieben greift die Kette 40 einfach mit dem Ritzel bzw. Kettenblatt 10 ein.
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Der dritte Abstand D3 in der axialen Richtung zwischen einem radial äußeren peripheren Ende und einem radial inneren peripheren Ende des ersten geschrägten Abschnitts 632 unterscheidet sich von dem vierten Abstand D4 in der axialen Richtung zwischen einem radial äußeren peripheren Ende und einem radial inneren peripheren Ende des zweiten geschrägten Abschnitts 634. In der Variation 5 ist der dritte Abstand D3 größer als der vierte Abstand D4. Der dritte Abstand D3 ist bevorzugt größer oder gleich 0,9 mm, jedoch kleiner oder gleich 1,1 mm und der vierte Abstand D4 ist bevorzugt größer oder gleich 0,6 mm, jedoch kleiner oder gleich 0,9mm. Bei der Variation 5 ist der dritte Abstand D3 1 mm und der vierte Abstand D4 ist 0,75 mm. Der Abstand zwischen der Vorderfläche 20 und der Rückfläche 22 des Zahnabschnitts 614 ist zum Beispiel 2,1 mm. Die Dicke der Spitze des Zahnabschnitts 614 ist demzufolge 0,35 mm.
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(f) In den oben beschriebenen Ausführungsformen und Variationen hat die Vorderfläche einen ersten geschrägten Abschnitt und die Rückfläche hat einen zweiten geschrägten Abschnitt. Kontrovers hierzu kann die Vorderfläche einen zweiten geschrägten Abschnitt haben und die Rückfläche kann einen zweiten geschrägten Abschnitt haben.
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(g) In den oben beschriebenen Ausführungsformen und Variationen ist ein einzelnes Ritzel bzw. Kettenblatt offenbart, jedoch ist die Erfindung hierauf nicht beschränkt. Die Erfindung ist ebenso auf eine Ritzel bzw. Kettenblatteinheit anwendbar, welche eine Vielzahl von Ritzeln bzw. Kettenblätter in der axialen Richtung angeordnet haben. In diesem Falle hat das Ritzel bzw. Kettenblatt 10 zumindest einen Gangwechselzahn. Weiterhin ist die Erfindung anwendbar auf alle Fahrradritzel bzw. Kettenblätter, welche ein hinteres Ritzel aufweisen mit einer kleinen Anzahl von Zähnen.
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Vorteile der Erfindung
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Gemäß der Erfindung beschränkt der erste Vorsprung die Bewegung einer Rolle der Kette, welche in Kontakt mit der Antriebsseitenfläche kommt, wobei es für die Rolle unwahrscheinlich ist, sich radial nach außen zu bewegen. Weiterhin kann eine Vielzahl von Zahnabschnitten, welche eine axiale Dicke haben, die leicht kleiner ist als die Lücke zwischen einem Paar von inneren Gliedern. Die Konfigurationen wie obenstehend beschrieben erlauben eine Erhöhung der Kettenhaltekraft ohne abwechselnde und unterschiedliche Dicken der Zahnabschnitte der Kette. Weiterhin kann bei sowohl Kettenblättern bzw. Ritzeln, die eine gerade Gesamtanzahl von Zähnen haben als auch bei Ritzeln bzw. Kettenblättern mit einer ungeraden Gesamtzähneanzahl eine erhöhte Kettenkraft bereitgestellt werden.
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Während nur ausgewählte Ausführungsformen ausgewählt wurden um die vorliegende Erfindung darzustellen, ist es dem Fachmann von dieser Offenbarung ersichtlich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen hieran durchgeführt werden können, oder vom Fokus der Erfindung, wie dieser durch die beigefügten Ansprüche definiert wird, abzuweichen. Dementsprechend sind die vorangegangenen Beschreibungen der ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung nur zu Illustrationszwecken allein bereitgestellt und nicht zum Zwecke der Begrenzung der Erfindung, wie diese durch die beigefügten Ansprüche und derer Äquivalente definiert ist.
