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Dokumentenidentifikation DE202007009579U1 04.10.2007
Titel Vorrichtung zum Spannen eines Zugmittelgetriebes für Zweiräder
Anmelder Wasser, Tobias, Dipl.-Ing., 79102 Freiburg, DE
DE-Aktenzeichen 202007009579
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 04.10.2007
Registration date 30.08.2007
Application date from patent application 09.07.2007
IPC-Hauptklasse B62M 9/16(2006.01)A, F, I, 20070709, B, H, DE

Beschreibung[de]

Durch die Erfindung ist es möglich das formschlüssige Zugmittel eines Zweirades, meistens eine Kette, vorteilhaft über einen definierten Bereich zu spannen. Die Vorteile der Erfindung können bei Zweirädern, bei welchen nur jeweils ein Kettenblatt (Antrieb) und Ritzel (Abtrieb) zur Kraftübertragung installiert sind, genutzt werden. Also zum Beispiel Fahrrädern wie Eingangfahrrädern oder Singlespeed, Bahnrädern und Rädern mit Getriebenaben. Auch ein Einsatz in einem Tandem ist vorteilhaft.

Stand der Technik

Es gibt mehrere Lösungen die heute zur Anwendung kommen um die Kette bei Fahrrädern sicher auf dem Kettenblatt und dem Ritzel zu halten, beziehungsweise eine Fahrradkette, zu spannen.

Die Lösungen lassen sich in die folgenden grundsätzlichen Kategorien einteilen:

  • • Exakte Kettenblatt- und Ritzelgrößenwahl bzw. Zähnezahlwahl,
  • • Spannen durch zusätzliche Umlenkung(en),
  • • Spannen durch Verlagerung des Abtriebes und
  • • Spannen durch Verlagerung des Antriebes

Als Nachteil der exakten Kettenblatt- und Ritzelgrößenwahl sei hier angeführt, dass durch die Festlegung der jeweiligen Größen nicht mehr nur auf eine freie Übersetzungswahl geachtet werden kann, sondern auch auf den Abstand zwischen Tretlagergehäuse und Hinterradnabe geachtet werden muß. Ein zusätzliches Spannen, um etwa Verschleiß Rechnung zu tragen, ist nicht möglich. Die Verwendung von Halflinks, einzelnen Kettengliedern aus einer Kombination von Innen- und Außenlasche, erweitert die Möglichkeiten zur Wahl einer Übersetzung, löst die beschriebene Problematik allerdings nicht.

Zusätzliche Umlenkungen werden durch Kettenspanner, wie zum Beispiel die Produkte Convert von Soulcraft (www.soulcraftbikes.com), Singleator von Surly (www.surlybikes.com), Kettenspanner von Rohloff (www.rohloff.de) und Alfine CT-S500 von Shimano (www.shimano.com), realisiert.

Kettenspanner spannen durch mindestens eine Umlenkung (z.B. eine Rolle) in dem sie die Kette nach innen und/oder außen ziehen (innen = Vergrößerung des Umschlingungswinkels, außen = Verkleinerung des Umschlingungswinkels). Mit ihnen ist ein großer, oft gefedert gespannter Verstellbereich möglich, so dass Verschleiß kompensiert werden kann und an Fahrrädern mit Hinterradfederung ihr Einsatz möglich ist. Als nachteilig wird die zusätzliche Umlenkung, die flexible Spannung (bei nicht fixierbaren Kettenspannern) und damit Klappern oder gar Abspringen der Kette gesehen. Fixierbare Kettenspanner erhöhen den Aufwand beim Ausbau des Hinterrades und sind nicht für alle Fahrräder mit Hinterradfederung geeignet.

Von Ebert (www.roll-ring.com) ist ein sogenannter Roll-Ring bekannt welcher auf Messen bereits zum Spannen einer Fahrradkette gezeigt wurde. Der Rollring wirkt dabei wie ein Kettenspanner, welcher den Umschlingungswinkel verkleinert, in dem er die Kette nach außen spannt. Um den notwendigen Bauraum zu ermöglichen ist es hierbei notwendig einen speziellen Rahmen zu verwenden, bei welchem eine spezielle Anordnung der Kettenstrebe den notwendigen Bauraum realisiert.

Die am häufigsten angetroffene Methode die Kette zu spannen, ist die Fixierung des Hinterrades, und damit Veränderung des Abstandes zwischen Kettenblatt (Antrieb) und Ritzel (Abtrieb), an unterschiedlichen Positionen. Dies wird heute vor allem in horizontalen Ausfallenden realisiert. Bei Bahnrädern oder auch Hollandrädern kommt dies zur Anwendung. Bahnräder machen allerdings auch das Problem der sicheren Fixierung deutlich. So kommen Schnellspanner nur zum Einsatz, wenn eine Fixierung über weitere Elemente unterstützt wird. Sobald etwa an einem Mountainbike übliche Scheibenbremsen verwendet werden, entsteht bei der Befestigung des Bremssattels weiterer Aufwand. Felgenbremsen müssen entsprechend der Radposition eingestellt werden.

Im Fahrradrahmenbau werden zwischenzeitlich auch verschiebbare Ausfallenden verwendet; die Fixierung des Ausfallendes ist hierbei allerdings aufwendiger als die Aufnahme und Fixierung der Nabe in Rahmen mit horizontalen Ausfallenden.

Zur Methode die Fahrradkette durch Verlagerung des Abtriebes zu spannen zählen auch die von Fa. White Industries (www.whiteind.com) angebotenen Naben der ENO Produktfamilie oder aber die von Eric House & Fixed Innovations (www.eehouse.oro/fixin/) angebotene Lösung für Naben älterer Bauart. Bei diesen Lösungen wird die Hinterradnabe exzentrisch zur Aufnahme gelagert. Durch Fixierung der Exzentrizität in unterschiedlichen Positionen wird so die Kette gespannt. Mit diesen Lösungen kann die Kette am Abtrieb ohne horizontale oder verschiebbare Ausfallenden gespannt werden. Allerdings bleiben auch bei diesem Ansatz die beschriebenen Nachteile bestehen.

Aus Tandems sind exzentrische Aufnahmen für Tretlager bekannt. Exzentrische Aufnahmen haben einen zum Spannen der Kette hinreichend großen Verstellbereich. In speziellen, also vergrößerten, Tretlagergehäusen des Fahrradrahmens befindet sich hierbei eine Hülse mit den eigentlichen Gewinden zur Tretlageraufnahme. Der Verstellbereich und damit die Größe der Exzentrizität dieser Hülsen (Exzentrizität zwischen Außendurchmesser und Tretlageraufnahme) bedingen eine Klemmung mit hohen Spannkräften um eine Verstellung im Betrieb sicher zu verhindern. Diese Exzentrizität bedingt auch Geometrieänderungen, welche an anderen Stellen korrigiert werden müssen. Die speziellen Tretlagergehäuse machen eine Nachrüstung dieser Lösung für bestehende Fahrräder nur durch eine Fahrradrahmenänderung möglich, in der das bestehende Tretlagergehäuse getauscht wird.

Die Vorteile eines vertikalen Ausfallendes, z.b. vereinfachter Radausbau durch den Einsatz von Schnellspannern, und die Nutzung von Scheibenbremsen sorgen allerdings für die Verbreitung und Akzeptanz dieser Lösung.

Vorteile der Erfindung

In der Erfindung handelt es sich um eine Spannvorrichtung mittels einer Verlagerung des Antriebes. Ein spezieller Fahrradrahmen ist zum Spannen der Kette hierfür nicht mehr notwendig. Die Lösung ist somit auch in existierenden Fahrrädern ohne Probleme nachrüstbar.

Es ist mit der Erfindung möglich die Lagerung der Tretlagerwelle exzentrisch zum Tretlagergehäuse in Zwischenelementen verstellbar anzuordnen. Die Zwischenelemente werden durch eine Klemmung mit den eigentlichen Lageraufnahmen im Tretlagergehäuse fixiert. Hierzu sind die Lageraufnahmen vergrößert um die Exzentrizität zu ermöglichen.

Die Basis hierfür bilden die räumliche Anordnung der Lager der Tretlagerwelle außerhalb der Tretlagergehäuse. Mit Einführung von Fahrradkurbeln, welche zum Beispiel der Shimano Hollowtech II, Giga X Pipe von Truvativ (www.sram.com/en/truvativ/), MegaExo von FSA (www.fullspeedahead.com/) oder Ultra Torque von Campagnolo (www.campagnolo.com/) entsprechen, ist diese Lageranordnung Stand der Technik geworden.

Mit der realisierten Ausgestaltung der Erfindung läst sich durch den möglichen Einsatz eines Halflinks jede beliebige Übersetzung und ein Nachstellen zur Kompensation von Verschleiß realisieren. Die Fixierung des Hinterrades mit einem Schnellspanner wird mit der Verwendung der Erfindung möglich. Die Ausfallenden der Rahmen können vorteilhaft in vertikaler Form ausgeführt sein, so dass ein schneller Radwechsel möglich ist. Da die Exzentrizität kleiner gewählt wird als in bisher bekannten exzentrischen Tretlagern wird die notwendige Kraft zur Fixierung der Exzentrizität deutlich reduziert und Einflüsse auf die Fahrradgeometrie und damit das Fahrverhalten werden minimiert. Auch der Einsatz von Scheibenbremsen oder aber Getriebenaben in vertikalen Ausfallenden wird ohne weiteren Aufwand ermöglicht.

Zeichnung

Die Erfindung wird in den Figuren in ihren Merkmalen und Vorteilen näher erläutert. Es zeigt:

1 die Anordnung der Bauteile des exzentrischen Tretlagers, dargestellt ist hierbei der Längsschnitt durch das Tretlager,

2 zeigt eine Schlitzklemmung zur Fixierung der Zwischenelemente in den Lageraufnahmen,

3 zeigt eine Fixierung der Zwischenelemente gegenüber der Lageraufnahmen durch eine in die Lageraufnahme eingebrachte Schraube,

4 zeigt eine Fixierung der Zwischenelemente gegenüber der Lageraufnahmen durch eine in die Zwischenelemente eingebrachte Schraube,

5 zeigt eine von außen einstellbare Exzentrizität mit der Fixierung des Zwischenelementes gegen die Lageraufnahme durch einen Klemmkörper,

6 zeigt die synchrone Einstellung der von außen einstellbaren Exzentrizität mittels Stangen und

7 zeigt die Montage der Lageraufnahmen im Tretlagergehäuse des Rahmens mittels Steckwerkzeug.

Beschreibungen der Ausführungsbeispiele

In 1 ist zu ersehen, dass die Lager 2 der Tretlagerwelle 1 sich außerhalb des Tretlagergehäuses 5 des Fahrradrahmens befinden. Sie sind links und rechts vom Tretlagergehäuse 5 jeweils in einem Zwischenelement 8 mit ihrem Außendurchmesser in einer Passung angeordnet. Die beiden Zwischenelemente 8 werden, über einen zur Passung für die Lager 2 erfindungsgemäß exzentrischen Außendurchmesser, in den Lageraufnahmen links 6 und rechts 7 angeordnet. Die Lageraufnahmen 6 und 7 sind hierbei in das linke und rechte Gewinde (z.b, BSA, Ita, Frz) des Tretlagergehäuses 5 des Fahrradrahmens eingeschraubt.

In 2 verdeutlicht im Längsschnitt, wie die erfindungsgemäße Fixierung der beiden Zwischenelemente 8 in den Lageraufnahmen 6 und 7 durch radiales verspannen erfolgt. In der Draufsicht wird zusätzliche eine weitere Ansicht der Klemmung 9 mit zu Fixierung vorgesehener Schraube 10 und Mutter 11 gegeben. Die Lageraufnahmen 6 bzw. 7 werden gegen das jeweilige Zwischenelement 8 mittels einer geschlitzten Klemmung 9 geklemmt. Die Lageraufnahmen 6 und 7 weisen hierzu mehrere radiale Schlitze auf, um den zur Klemmung benötigten Verstellbereich zu ermöglichen. Die geschlitzte Klemmung 9 wird durch mindestens eine Schraube 10 und/oder Mutter 11 lösbar geschlossen. Abweichend von der in 2 dargestellten Lösung kann die Mutter 11 auch als Innengewinde und somit integraler Bestandteil der Klemmung 9 ausgeführt werden.

3 stellt erfindungsgemäß die zur geschlitzten Klemmung in 2 alternative Fixierung der Zwischenelemente 8 in den Lageraufnahmen 6 und 7 im Längsschnitt dar. Die Fixierung der Zwischenelemente 8 in den Lageraufnahmen 6 und 7 erfolgt mittels mindestens je einer Schraube 10 die durch entsprechende radiale Gewinde in der linken und rechten Lageraufnahme 6 bzw. 7 gegen das jeweilige Zwischenelement 8 verspannt wird.

Anstelle des Innengewindes in der Lageraufnahme 6 bzw. 7 gemäß 3 wird in 4 abgebildet wie die Fixierung der Zwischenelemente durch eine Schraube 10, welche auf dem Außendurchmesser der jeweiligen Lageraufnahme 6 bzw. 7 klemmt, erfolgt. Die Zwischenelemente 8 weisen hierzu mindestes je ein Innengewinde auf. Die Lageraufnahmen 6 und 7 sind in Umfangsrichtung mit einer Nut versehen um den notwendigen Verstellbereich zu ermöglichen, so dass die Schraube 10 in ein Innengewinde im Zwischenelement 8 montiert werden kann.

Mit der vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Zwischenelementes 8 und der Lageraufnahmen 6 bzw. 7, wie in 5 im Längsschnitt und für das Zwischenelement 8 im Längsschnitt und in der Draufsicht dargestellt, ist es möglich die Exzentrizität ohne weiteres auch mit auf der Tretlagerwelle 1 montierten Kurbeln 3 und 4 einzustellen. Mit einem Klemmkörper 12, welcher in einer Aussparung im Zwischenelement 8 durch eine Schraube 10 gegen die Lageraufnahme 6 bzw. 7 verspannt wird, erfolgt die Fixierung der durch Drehen des Zwischenelementes 8 gegenüber der Lageraufnahme 6 bzw. 7 eingestellten Exzentrizität. Auch mit auf der Tretlagerwelle 1 montierten Kurbeln 3 und 4 ist das linke und rechte Zwischenelement 8 zugänglich, so dass eine Einstellung der Exzentrizität im montierten Zustand von außen gewährleistet ist.

Um die Einstellung der Exzentrizität des linken und rechten Lagers 2 zu synchronisieren, können, wie in 6 dargestellt, vorteilhaft Verlängerungen mittels Stangen 13 verwendet werden. Mit je einer Stange 13, die in eine dafür vorgesehene Bohrung des jeweiligen Zwischenelementes 8 gesteckt werden kann, ist es möglich die Einstellung der Exzentrizitäten exakt vorzunehmen, da ein Winkelfehler durch die Verlängerungen durch die Stangen 13 vergrößert abgebildet wird. Fluchtungsfehler der Tretlagerache 1, die sich negativ auf die Lebensdauer der Lager 2 auswirken können, werden mit einer so erleichterten und damit vorteilhaften Einstellung reduziert. Nicht dargestellt ist die zur Rahmenlängsachse symmetrische mögliche Ausgestaltung der Zwischenelemente 8, diese ermöglicht die synchrone Einstellung der linken und rechten Exzentrizität der Zwischenelemente 8 in den Lageraufnahmen 6 beziehungsweise 7 auf einfache Weise.

Die Montage der Lageraufnahmen 6 und 7 im Tretlagergehäuse 5 ist, wie in 7 gezeigt, über ein Steckwerkzeug 14 mit dafür vorgesehenen Konturen oder Geometrien realisiert. Hierzu befinden sich zur Mitnahme Aussparungen, dargestellt sind zylindrische Bohrungen, in der Lageraufnahme 6 und 7 und im Steckwerkzeug 14 entsprechende Erhebungen, dargestellt sind entsprechend den Bohrungen Stifte. Das zur Montage notwendige Anzugsmoment kann über den dargestellten Zweiflach des Steckwerkzeuges 14 mit einem Gabelschlüssel per Handkraft eingeleitet werden. Anstelle der Stifte im Steckwerkzeug 14 und der Bohrungen in den Lageraufnahmen 6 bzw. 7 sind auch Kerbverzahnungen möglich.

1
Tretlagerwelle
2
Lager
3
Kurbel links
4
Kurbel rechts
5
Tretlagergehäuse
6
Lageraufnahme links
7
Lageraufnahme rechts
8
Zwischenelement
9
geschlitzte Klemmung
10
Schraube
11
Mutter
12
Klemmkörper
13
Stange
14
Steckwerkzeug


Anspruch[de]
Vorrichtung zum Spannen eines formschlüssigen Zugmittels bei Fahrrädern mit nur einem Kettenblatt (Antrieb) und einem Ritzel (Abtrieb), dadurch gekennzeichnet dass die Lager 2 der Tretlagerwelle 1 links und rechts des Tretlagergehäuses 5 in jeweils einem Zwischenelemente 8 angeordnet sind, wobei das Zwischenelement 8 in und/oder an jeweils einer Lageraufnahme links 6 und rechts 7 fixiert wird, so dass die Mittenachse des linken und rechten Lagers 2 exzentrisch zur Mittenachse der Lageraufnahme 6 und 7 angeordnet ist und wobei die jeweiligen Lageraufnahmen 6 und 7 zentrisch in und/oder an das Tretlagergehäuse 5 montiert werden. Erfindung nach Anspruch 1, wobei die Fixierung des jeweiligen Zwischenelementes 8 verdrehsicher in und/oder an der jeweiligen Lageraufnahme 6 und 7 durch eine geschlitzte Klemmung realisiert wird, wobei die Lageraufnahme 6 und 7 den zur Klemmung des jeweiligen Zwischenelementes 8 notwendigen Verstellbereich aufweist. Erfindung nach Anspruch 1, wobei die Fixierung des jeweiligen Zwischenelementes 8 verdrehsicher in und/oder an der jeweiligen Lageraufnahme 6 und 7 über mindestens jeweils einen Klemmkörper 12 realisiert wird, wobei der Klemmkörper 12 im Zwischenelement 8 abgestützt wird, wobei die Klemmkörper 12 mit je einer Schraube 10 im jeweiligen Zwischenelement 8 gegen die Lageraufnahme 6 und 7 verspannt werden. Erfindung nach Anspruch 1 wobei die Fixierung des jeweiligen Zwischenelementes 8 verdrehsicher in und/oder an der jeweiligen Lageraufnahme 6 und 7 über mindestens eine Schraube 10 realisiert wird, wobei die Schrauben 10 in die Lageraufnahme 6 und 7 gegen das jeweilige Zwischenelement 8 geschraubt werden. Erfindung nach Anspruch 1 wobei die Fixierung des jeweiligen Zwischenelementes 8 verdrehsicher in und/oder an der jeweiligen Lageraufnahme 6 und 7 über mindestens eine Schraube 10 realisiert wird, wobei die Schrauben 10 in das jeweilige Zwischenelement gegen die Lageraufnahme 6 und 7 geschraubt werden. Erfindung nach Anspruch 1, wobei die Fixierung des jeweiligen Zwischenelementes 8 verdrehsicher in und/oder an der jeweiligen Lageraufnahme 6 und 7 durch eine geschlitzte Klemmung realisiert wird, wobei das Zwischenelement 8 den zur Klemmung gegen die jeweilige Lageraufnahme 6 und 7 notwendigen Verstellbereich aufweist. Erfindung nach Anspruch 1 und 3, wobei das jeweilige Zwischenelement 8 zur Aufnahme des Lagers 2 einen Bereich aufweist, der sich innerhalb der Lageraufnahme 6 beziehungsweise 7 befindet, wobei das Zwischenelement 8 die jeweilige Lageraufnahme 6 und 7 in einem zweiten Bereich von außen umschließt und wobei der Klemmkörper 12 mit zu seiner Fixierung notwendigen Schraube 10 im zweiten Bereich angeordnet sind. Erfindung nach Anspruch 7, wobei das linke und rechte Zwischenelement 8 Bohrungen aufweisen, so dass Unterschiede in der eingestellten Exzentrizität mittels Stangen 13 in vergrößerter Auflösung abgebildet werden können. Erfindung nach Anspruch 1, wobei die Zwischenelemente 8 gegenüber den Lageraufnahmen 6 und 7 gegen Umwelteinflüsse abgedichtet sind. Erfindung nach Anspruch 1, wobei die Lageraufnahmen 6 und 7 durch Aussparungen und/oder Erhebungen mit einem passenden Steckwerkzeug 14 montiert werden können.






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