DE102019103016B4 - Rear wheel hub for bicycles with increased gear ratio - Google Patents

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Abstract

Hinterradnabe für Fahrräder mit Kettenschaltung und vergrößerter Übersetzung des kleinsten Kettenrades (32) im Bereich des Zahnkranz- oder Ritzelpakets (31), wobei die Hinterradnabe (30) aus einem Nabenkörper (20) vergrößerten Durchmessers (25) besteht, in dessen Innenraum eine Nabenachse (1) über voneinander beabstandet angeordnete Lager (18, 19, 33) drehbar gelagert ist, deren Außendurchmesser einem Hauptdurchmesser (11) entspricht, wobei in einem durch den Durchmesser (26) des Nabenkörpers (20) definierten Bauraum (24`) an einer Seite des Nabenkörpers (20) ein Freilaufkörper (16) angeordnet ist, auf dem das Zahnkranzpaket (31) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (12) der Nabenachse (1) mindestens im Bereich des Freilaufkörpers (16) gegenüber dem Hauptdurchmesser (11) verringert ist, dass der in diesem Bereich auf dem Nabenkörper (20) befestigte Freilaufkörper (16) ebenfalls mindestens teilweise über seine axiale Länge im Durchmesser (26) verringert ist und dass in diesem im Durchmesser (12) verminderten Bereich des Freilaufkörpers (16) mindestens das kleinste Kettenrad (32) des Zahnkranzpaktes (31) angeordnet ist.Rear wheel hub for bicycles with derailleur gears and increased gear ratio of the smallest chain wheel (32) in the area of the sprocket or pinion set (31), the rear wheel hub (30) consisting of a hub body (20) of enlarged diameter (25), in the interior of which a hub axle ( 1) is rotatably mounted via spaced-apart bearings (18, 19, 33), the outer diameter of which corresponds to a main diameter (11), in an installation space (24`) defined by the diameter (26) of the hub body (20) on one side of the hub body (20), a freewheel body (16) is arranged, on which the gear rim package (31) is fastened, characterized in that the diameter (12) of the hub axle (1) is at least in the area of the freewheel body (16) compared to the main diameter (11 ) is reduced, that the freewheel body (16) attached to the hub body (20) in this area is also at least partially reduced in diameter (26) over its axial length and that in this area of the freewheel body (16) with a reduced diameter (12) at least the smallest chain wheel (32) of the sprocket package (31) is arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Hinterradnabe für Fahrräder mit vergrößerter Übersetzung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a rear wheel hub for bicycles with an increased gear ratio according to the preamble of patent claim 1.

Als Zahnkranzpaket oder Ritzelpaket, auch Kassette, bezeichnet man den hinteren Teil des Antriebs bei einem Fahrrad mit Kettenschaltung. Das Zahnkranzpaket ist lösbar mit der Hinterradnabe verbunden.The rear part of the drive on a bicycle with derailleur gears is called a sprocket set or sprocket set, also known as a cassette. The sprocket package is detachably connected to the rear wheel hub.

Wenn man die Zähnezahl des kleinsten und des größten Zahnkranzes beschreibt, spricht man auch von der Kapazität des Paketes. Kassetten für Rennräder haben eine geringe Kapazität und dafür nur geringe Unterschiede in den Zähnezahlen benachbarter Zahnkränze, also sehr kleine Gangsprünge. Bei Mountainbikes hingegen ist eine große Kapazität wichtig, die durch größere Gangsprünge erreicht wird. Die kleinsten verbauten Kränze haben 10 Zähne, die größten bis zu 32 (Rennrad) oder 50 (Mountainbike-SRAM Eagle).When you describe the number of teeth on the smallest and largest sprocket, you are also talking about the capacity of the package. Cassettes for racing bikes have a low capacity and therefore only small differences in the number of teeth between neighboring sprockets, i.e. very small gear jumps. With mountain bikes, however, a large capacity is important, which is achieved through larger gear steps. The smallest built-in rings have 10 teeth, the largest up to 32 (racing bike) or 50 (mountain bike SRAM Eagle).

Da die Kassetten in der Regel mit einer Kettenblattgarnitur von zwei oder drei Kettenblättern kombiniert werden, ergeben sich im mittleren Übersetzungsbereich Überschneidungen, innerhalb dessen zwischen annähernd oder sogar exakt gleichen Übersetzungen gewählt werden kann.Since the cassettes are usually combined with a chainring set of two or three chainrings, there are overlaps in the middle gear range, within which you can choose between approximately or even exactly the same gear ratios.

Für Kettenschaltungen werden anstatt der gewöhnlichen 1/2" × 1/8"-Fahrradkette (Außenbreite um 9 mm) mit Kettenschloß spezielle, schmalere Ketten benötigt:

  • • 1/2" × 3/32" für Pakete mit bis zu 8 Zahnkränzen (Außenbreite 7,1 bis 7,3 mm je nach Hersteller, bei älteren Fünfgangschaltungen 8 mm)
  • • 1/2" × 11/128" für Pakete mit bis zu 9 Zahnkränzen: Shimano-HyperGlide (Außenbreite 6,8 mm) und Campagnolo (Außenbreite 6,6 mm)
  • • 1/2" × 5/64" für Pakete mit bis zu 10 Zahnkränzen: Shimano-HyperGlide (Außenbreite 6,15 mm) und Campagnolo (Außenbreite 5,9 mm)
  • • 1/2" × 9/128" für Pakete mit bis zu 11 Zahnkränzen: Campagnolo (Außenbreite: 5,5 mm)

(Quelle: Wikipedia)For derailleur gears, special, narrower chains are required instead of the usual 1/2" × 1/8" bicycle chain (outer width around 9 mm) with chain lock:
  • • 1/2" × 3/32" for packages with up to 8 sprockets (outer width 7.1 to 7.3 mm depending on the manufacturer, for older five-speed gearboxes 8 mm)
  • • 1/2" × 11/128" for packages with up to 9 sprockets: Shimano-HyperGlide (external width 6.8 mm) and Campagnolo (external width 6.6 mm)
  • • 1/2" × 5/64" for packages with up to 10 sprockets: Shimano-HyperGlide (external width 6.15 mm) and Campagnolo (external width 5.9 mm)
  • • 1/2" × 9/128" for packages with up to 11 sprockets: Campagnolo (outside width: 5.5 mm)

(Source: Wikipedia)

Bei kettenangetriebenen Hinterradnaben bei Fahrrädern besteht das Problem darin, dass an der Antriebsachse ein oder mehrere Kettenblätter angeordnet sind und an der Hinterradnabe z.B. zehn oder zwölf Kettenblätter angeordnet sind. Dabei ist es bekannt, einen Kettenumwerfer zu verwenden, der die Kette wahlweise auf den vorderen oder den hinteren Kettenblättern umwirft und je nach dem eine bestimmte Übersetzung einstellt.The problem with chain-driven rear wheel hubs on bicycles is that one or more chainrings are arranged on the drive axle and, for example, ten or twelve chainrings are arranged on the rear wheel hub. It is known to use a chain derailleur, which throws the chain either on the front or rear chainrings and sets a specific gear ratio depending on this.

Für die Erreichung der größtmöglichen Übersetzung ist es erforderlich, dass ein im Durchmesser möglichst kleines Kettenrad an der Hinterradnabe befestigt ist, um eine vergrößerte Entfaltung zu erreichen. Je kleiner der Durchmesser des kleinsten Kettenrades ist, desto größer ist die Entfaltung.In order to achieve the largest possible gear ratio, it is necessary that a chain wheel with the smallest possible diameter is attached to the rear wheel hub in order to achieve increased development. The smaller the diameter of the smallest sprocket, the greater the deployment.

Die bekannten Hinterradnaben verwenden als kleinstes Kettenrad ein Kettenrad mit einem solch minimierten Durchmesser, dass es bei den gegebenen Materialzusammensetzung ohne Bruch- oder Verbiegungsgefahr auf die etwa zylindrisch ausgebildete Hinterradnabe passte.The known rear wheel hubs use a chain wheel with such a minimized diameter as the smallest chain wheel that, given the material composition, it fits onto the approximately cylindrical rear wheel hub without any risk of breakage or bending.

Die DE 697 31 523 T2 und die FR 2 518 461 A1 zeigen eine Hinterradnabe für Fahrräder mit Kettenschaltung und vergrößerter Übersetzung des kleinsten Kettenrades im Bereich des Zahnkranz- oder Ritzelpakets, wobei die Hinterradnabe aus einem Nabenkörper vergrößerten Durchmessers besteht, in dessen Innenraum eine Nabenachse über voneinander beabstandet angeordnete Lager drehbar gelagert ist, wobei in einem durch den Durchmesser des Nabenkörpers definierten Bauraum an einer Seite des Nabenkörpers ein Freilaufkörper angeordnet ist, auf dem das Zahnkranzpaketbefestigt ist.The DE 697 31 523 T2 and the FR 2 518 461 A1 show a rear wheel hub for bicycles with derailleur gears and increased translation of the smallest chain wheel in the area of the sprocket or pinion set, the rear wheel hub consisting of a hub body of enlarged diameter, in the interior of which a hub axle is rotatably mounted via bearings arranged at a distance from one another, in one through the Diameter of the hub body defined installation space on one side of the hub body, a freewheel body is arranged on which the sprocket package is attached.

Eine solche Hinterradnabe hat beispielsweise einen Durchmesser von z. B. 30 bis 40 mm und das kleinste Kettenrad hat einen daran angepassten Innendurchmesser von etwa ebenfalls 30 bis 40 mm und sein minimaler Durchmesser (Kranzdurchmesser) ist dadurch begrenzt, dass zum Schutz gegen Bruch und Verbiegung eine bestimmte Materialdicke beibehalten werden sollte, so dass es bisher zum Stand der Technik gehört, das kleinste Kettenrad mit einem Durchmesser von etwa 45 mm auszubilden. Eine Verkleinerung dieses minimalen Außendurchmessers war bisher nicht möglich, ohne die mechanische Stabilität zu gefährden.Such a rear wheel hub has, for example, a diameter of z. B. 30 to 40 mm and the smallest chain wheel has an adapted inner diameter of approximately 30 to 40 mm and its minimum diameter (rim diameter) is limited in that a certain material thickness should be maintained to protect against breakage and bending, so that it Until now, it has been part of the state of the art to design the smallest chain wheel with a diameter of around 45 mm. Reducing this minimum outside diameter was previously not possible without jeopardizing mechanical stability.

Damit bestand aber der Nachteil, dass eine größtmögliche Übersetzung nicht möglich war, weil eine weitere Minimierung des Durchmessers des kleinsten Kettenrades aus konstruktiven Gründen nicht möglich ist.However, this had the disadvantage that the largest possible gear ratio was not possible because further minimization of the diameter of the smallest sprocket is not possible for design reasons.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Hinterradnabe für Fahrräder dergestalt so weiterzubilden, dass eine vergrößerte Übersetzung erreichbar ist.The invention is therefore based on the object of developing a rear wheel hub for bicycles in such a way that an increased gear ratio can be achieved.

Die Erfindung versteht unter dem Begriff „vergrößerte Übersetzung“ die Tatsache, dass das kleinste Kettenrad an der Hinterradnabe in seinem Durchmesser noch weiter minimiert werden soll.The invention understands the term “enlarged gear ratio” to mean the fact that the diameter of the smallest chain wheel on the rear wheel hub should be further minimized.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.To solve the problem, the invention is characterized by the technical teaching of claim 1.

Bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist, dass mindestens der Bereich der Nabenachse im Bereich des Freilaufkörpers, und zwar vorzugsweise im Bereich des endseitigen Lagerrings im Durchmesser verringert ist.A preferred feature of the invention is that at least the area of the hub axle in the area of the freewheel body, preferably in the area of the end bearing ring, is reduced in diameter.

Beim Stand der Technik war es bisher nicht möglich, das nabenseitige, kleinste Kettenrad auf einen verringerten Durchmesser zu minimieren. Dies lag daran, dass sich der Hauptdurchmesser der Hinterradnabe über deren gesamten Länge erstreckte, während bei der vorliegenden Erfindung der Hauptdurchmesser der Hinterradnabe im Bereich des Endes des Freilaufkörpers in Richtung nach außen im Durchmesser verringert ist.With the prior art, it was not previously possible to minimize the smallest sprocket on the hub side to a reduced diameter. This was because the main diameter of the rear wheel hub extended over its entire length, whereas in the present invention the main diameter of the rear wheel hub is reduced in diameter in the area of the end of the freewheel body in the outward direction.

Damit wird eine- über die axiale Länge der Nabenachse gesehen - im Durchmesser abgestufte Nabenachse vorgeschlagen, deren Hauptdurchmesser vorzugsweise im Bereich des axial äußeren Lagerrings verringert ist, womit sich der Vorteil ergibt, dass auch ein im Durchmesser abgestufter Freilaufkörper verwendet werden kann, dessen endseitiger Durchmesser zusammen mit dem Durchmesser des darunter angeordneten Lagerkörper verringert ist, sodass nun auf diesen im Durchmesser verringerten axialen Bereich des Freilaufkörpers mindestens das kleinste Kettenrad mit einem daran angepassten verringerten Innendurchmesser befestigt werden kann. Die übrigen axialen Bereiche des Freilaufkörpers sind nicht im Durchmesser verringert, sodass in diesem Bereich die üblichen, anderen Kettenräder nach dem Stand der Technik befestigt werden können.This proposes a hub axle with a graduated diameter as seen over the axial length of the hub axle, the main diameter of which is preferably reduced in the area of the axially outer bearing ring, which has the advantage that a freewheel body with a graduated diameter can also be used, the end diameter of which is reduced together with the diameter of the bearing body arranged underneath, so that at least the smallest chain wheel with an adapted reduced inner diameter can now be attached to this axial region of the freewheel body with a reduced diameter. The remaining axial areas of the freewheel body are not reduced in diameter, so that the usual, other sprockets according to the prior art can be attached in this area.

In einer zweiten Ausführung wird es bevorzugt, wenn der Durchmesser der Nabenachse mindestens im Bereich des Freilaufkörpers über dessen gesamte axiale Länge hinweg verringert ist und dass dadurch auch der in diesem Bereich angeordnete Freilaufkörper über seine gesamte axiale Länge im Durchmesser verringert ist. Damit sind alle Kettenräder des Zahnkranzpakets auf dem verminderten Durchmesser des Freilaufkörpers befestigt.In a second embodiment, it is preferred if the diameter of the hub axle is reduced at least in the area of the freewheel body over its entire axial length and that the freewheel body arranged in this area is also reduced in diameter over its entire axial length. This means that all sprockets of the sprocket package are attached to the reduced diameter of the freewheel body.

Mit der technischen Lehre beider Ausführungen ergibt sich der Vorteil, dass die Nabenachse im Bereich des Freilaufkörpers, und zwar mindestens im Bereich des freilaufkörperseitigen, äußeren Lagerrings im Durchmesser verringert ist, d. h. sie ist in diesem Bereich konisch ausgebildet.With the technical teaching of both versions, there is the advantage that the diameter of the hub axle is reduced in the area of the freewheel body, at least in the area of the outer bearing ring on the freewheel body side, i.e. H. it is conical in this area.

Der zylindrische Rohrquerschnitt der Nabenachse erstreckt sich deshalb nicht über die vollständige Länge der Nabenachse, sondern die Nabenachse ist im Bereich des Freilaufkörpers im Durchmesser verringert ausgebildet, wobei es bevorzugt wird, dass die Nabenachse eine konische, im Durchmesser verringerte Übergangsfläche zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring des Freilaufkörpers bildet. Der Außendurchmesser des Freilaufkörpers ist entsprechend dieser Durchmesserabstufung ebenfalls daran angepasst und gleichfalls abgestuft, sodass zumindest in diesem Bereich verringerten Durchmessers das kleinste Kettenrad befestigt werden kann. Nachdem sein Innendurchmesser verringert ist, kann bei gleicher mechanischer Stabilität auch der Außendurchmesser verringert werden, wodurch sich eine vergrößerte Übersetzung ergibt.The cylindrical tube cross section of the hub axle therefore does not extend over the entire length of the hub axle, but rather the hub axle is designed to have a reduced diameter in the area of the freewheel body, it being preferred that the hub axle has a conical transition surface with a reduced diameter between the inner and the outer Bearing ring of the freewheel body forms. The outer diameter of the freewheel body is also adapted to this diameter gradation and is also graduated, so that the smallest chain wheel can be attached at least in this area of reduced diameter. After its inner diameter is reduced, the outer diameter can also be reduced with the same mechanical stability, resulting in an increased gear ratio.

Damit ergibt sich der Vorteil, dass vorzugsweise lediglich der lageräußere Querschnitt der Nabenachse im Durchmesser verringert ist, während der lagerinnere Querschnitt der Nabenachse auf dem gleichem Hauptdurchmesser der übrigen axialen Länge der Hinterradnabe verbleibt und damit keine Schwächung des Materials der Kettenräder in diesem Bereich in Kauf genommen werden muss.This results in the advantage that preferably only the cross section of the hub axle on the outside of the bearing is reduced in diameter, while the cross section of the hub axle on the inside of the bearing remains on the same main diameter of the remaining axial length of the rear wheel hub and therefore no weakening of the material of the sprockets in this area is accepted must become.

Zur Verwirklichung der technischen Lehre werden zwei im Durchmesser unterschiedliche Lagerringe für den Freilaufkörper verwendet, wobei der innenseitige Lagerring im Durchmesser dem Hauptdurchmesser der Nabenachse entspricht und der lageräußere Lagerring nunmehr in seinem Durchmesser verringert ist.To implement the technical teaching, two bearing rings with different diameters are used for the freewheel body, with the inner bearing ring corresponding in diameter to the main diameter of the hub axle and the outer bearing ring now having a reduced diameter.

Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass am lageräußeren Teil des Freilaufes eine im Durchmesser verringerte Einbauposition für das kleinste Ritzel vorgesehen werden kann, so dass das kleinste Ritzel in seinem Außen-Durchmesser unter Beibehaltung seiner mechanischen Eigenschaften (z.B. Bruchfestigkeit und Verbiegungssteifigkeit) noch weiter verringert werden kann.This has the advantage that an installation position with a reduced diameter can be provided for the smallest pinion on the outer part of the freewheel, so that the outer diameter of the smallest pinion can be further reduced while maintaining its mechanical properties (e.g. breaking strength and bending stiffness). can.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann deshalb der bevorzugte Ritzeldurchmesser des kleinsten Kettenrades, der vorher bei 45 mm lag, nunmehr auf 40 bis 42 mm verringert werden, was mit dem weiteren Vorteil verbunden ist, dass auf dem Ritzel eine kleinere Anzahl von Zähnen angeordnet werden kann, wodurch sich eine vergrößerte Übersetzung bezüglich des kleinsten Kettenrads ergibt.According to a preferred embodiment, the preferred pinion diameter of the smallest chain wheel, which was previously 45 mm, can now be reduced to 40 to 42 mm, which has the further advantage that a smaller number of teeth can be arranged on the pinion, which results in an increased gear ratio with respect to the smallest chain wheel.

Es ist dabei nicht notwendig- kann aber in einer Weiterbildung vorgesehen sein-, dass auch der innere Lagerring und der darauf angeordnete Freilaufkörper in ihrem Durchmesser verringert sind, weil es zweckmäßig ist, den Durchmesser dieses Lagerrings auf dem Hauptdurchmesser zu belassen, um eine unerwünschte Schwächung der Nabenachse in diesem Bereich zu vermeiden.It is not necessary - but can be provided in a further development - that the inner bearing ring and the freewheel body arranged thereon are also reduced in diameter because it is expedient to leave the diameter of this bearing ring at the main diameter in order to avoid undesirable weakening of the hub axle in this area.

Ferner kann es in einer anderen Ausgestaltung vorgesehen sein, den axialen Konusbereich der Nabenachse nur in Bezug auf eine bestimmte Einbauposition in axialer Richtung der Nabenachse zu erstrecken und von der Einbauposition, wo das kleinste Ritzel auf dem Freilaufkörper montiert wird, kann dann der vergrößerte Hauptdurchmesser vorgesehen werden, auf dem die übrigen Ritzel angeordnet sind.Furthermore, in another embodiment, it can be provided to extend the axial cone region of the hub axle only in relation to a specific installation position in the axial direction of the hub axle and from the installation position where the smallest pinion is mounted on the freewheel body, the enlarged main diameter can then be provided on which the remaining pinions are arranged.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann es jedoch auch vorgesehen sein, den verringerten Durchmesser des Freilaufkörpers über die gesamte axiale Länge des Freilaufkörpers zu erstrecken.In another embodiment of the invention, however, it can also be provided to extend the reduced diameter of the freewheel body over the entire axial length of the freewheel body.

Durch die Verwendung eines im Durchmesser verkleinerten Kettenrades, welches den kleinsten Gang der Hinterradnabe bestimmt, wird auch die Spreizung vergrößert.By using a chain wheel with a smaller diameter, which determines the lowest gear of the rear wheel hub, the spread is also increased.

Der kleinste Gang ist daher nicht mehr durch den Durchmesser des Freilaufes beschränkt, der vorher auf dem Hauptdurchmesser der Nabenachse lag, sondern jetzt kann entweder ein im Durchmesser abgestufter Freilauf verwendet werden, auf dessen Ende mit verringerten Durchmesser das kleinste Kettenrad aufsitzt oder der Freilaufkörper kann insgesamt in seinem Durchmesser über seine gesamte axiale Länge verringert werden.The smallest gear is therefore no longer limited by the diameter of the freewheel, which was previously on the main diameter of the hub axle, but now either a freewheel with graduated diameter can be used, on the end of which the smallest chain wheel sits with a reduced diameter, or the freewheel body can be used as a whole be reduced in diameter over its entire axial length.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.The subject matter of the present invention arises not only from the subject matter of the individual patent claims, but also from the combination of the individual patent claims with one another.

Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung, könnten als erfindungswesentlich beansprucht werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Die Verwendung der Begriffe „wesentlich“ oder „erfindungsgemäß“ oder „erfindungswesentlich“ ist subjektiv und impliziert nicht, dass die so benannten Merkmale zwangsläufig Bestandteil eines oder mehrerer Patentansprüche sein müssen.All information and features disclosed in the documents, including the summary, in particular the spatial configuration shown in the drawings, could be claimed as essential to the invention if, individually or in combination, they are new compared to the prior art. The use of the terms “essential” or “according to the invention” or “essential to the invention” is subjective and does not imply that the features so named must necessarily be part of one or more patent claims.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.The invention is explained in more detail below with reference to drawings showing only one embodiment. The drawings and their description reveal further features and advantages of the invention that are essential to the invention.

Es zeigen:

  • 1: Schnitt durch eine Hinterradnabe nach dem Stand der Technik
  • 2: eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Nabenachse
  • 3: Schnitt durch die Nabenachse nach 2
  • 4: die Draufsicht auf die Hinterradnabe nach der Erfindung
  • 5: Schnitt durch die Hinterradnabe nach 4
Show it:
  • 1 : Section through a rear wheel hub according to the state of the art
  • 2 : a side view of a hub axle according to the invention
  • 3 : Cut through the hub axle 2
  • 4 : the top view of the rear wheel hub according to the invention
  • 5 : Cut through the rear wheel hub 4

In 1 ist eine Hinterradnabe 30 nach dem Stand der Technik dargestellt, die im Wesentlichen aus einer innenliegenden Nabenachse 1 besteht, die aus einem rotationssymmetrischen Rohr gebildet ist, welches bevorzugt aus einer Aluminiumlegierung besteht.In 1 a rear wheel hub 30 is shown according to the prior art, which essentially consists of an internal hub axle 1, which is formed from a rotationally symmetrical tube, which preferably consists of an aluminum alloy.

Die Nabenachse 1 hat einen verringerten Durchmesser und wird an ihrem Außenumfang durch einen im Durchmesser vergrößerten Nabenkörper 20 umgeben, in dem sie über die Lagerkörper 18, 19, 33 drehbar gelagert ist.The hub axle 1 has a reduced diameter and is surrounded on its outer circumference by a hub body 20 with an enlarged diameter, in which it is rotatably mounted via the bearing bodies 18, 19, 33.

Auf der linken und rechten Stirnseite des Nabenkörpers 20 sind zwei Endkappen 21, 22 aufgesteckt, die abgenommen werden können.Two end caps 21, 22 are attached to the left and right end faces of the hub body 20 and can be removed.

Der Nabenkörper 20 bildet ein werkstoffeinstückiges Teil mit dem linksseitigen Scheibenbremsflansch 13, an den sich ein Speichenaufnahmeflansch 14 anschließt.The hub body 20 forms a one-piece material part with the left-hand disc brake flange 13, to which a spoke receiving flange 14 is connected.

Auf der rechten Seite ist ebenfalls ein weiterer Speichenaufnahmeflansch 15 mit dem Nabenkörper 20 verbunden.On the right side, another spoke receiving flange 15 is also connected to the hub body 20.

Abgedichtet und drehbar zum Speichenaufnahmeflansch 15 ist ein Freilaufkörper 16 angeordnet, der auf zwei voneinander axial beabstandeten Lagerringen 18, 19 drehbar gelagert ist, die insgesamt ein Freilauflager 17 bilden.Sealed and rotatable to the spoke receiving flange 15, a freewheel body 16 is arranged, which is rotatably mounted on two axially spaced bearing rings 18, 19, which overall form a freewheel bearing 17.

Kennzeichnend für diesen Stand der Technik nach 1 war, dass sich der Hauptdurchmesser 11 der Nabenachse 1 über deren gesamten axialen Länge erstreckte, was bedeutet, dass auch der dadurch bedingte Durchmesser 25 eines Bauraums 24' vergrößert ist, so dass das auf dem Außendurchmesser des Freilaufkörpers 16 angeordnete kleinste Kettenrad 32 des Zahnkranzpaketes 31, welches bei der Einbauposition 27 drehfest mit dem Freilaufkörper 16 verbunden ist, nicht einen bestimmten Mindestdurchmesser unterschreiten konnte. Der Durchmesser 25 war deshalb in ungünstiger Weise vergrößert.Characteristic of this state of the art 1 was that the main diameter 11 of the hub axle 1 extended over its entire axial length, which means that the resulting diameter 25 of an installation space 24 'is also increased, so that the smallest chain wheel 32 of the gear ring package 31 arranged on the outer diameter of the freewheel body 16 , which is non-rotatably connected to the freewheel body 16 in the installation position 27, could not fall below a certain minimum diameter. The diameter 25 was therefore increased in an unfavorable manner.

Hier setzt die Erfindung ein, die gemäß den weiteren 2 bis 5 eine besondere Form einer Nabenachse 1 vorschlägt, deren Durchmesser mindestens im Bereich des äußeren Lagersitzes 10 verringert ist.This is where the invention comes in, which according to the further 2 until 5 proposes a special shape of a hub axle 1, the diameter of which is min is reduced at least in the area of the outer bearing seat 10.

In der gleichen Weise wie beim Stand der Technik, besteht die Nabenachse 1 nach der 2 und 3 aus einem äußeren Lagersitz 3 mit dem Hauptdurchmesser 11, wobei sich an den Lagersitz 3 ein rechtsseitiger Anschlag 4 vergrößerten Durchmessers anschließt.In the same way as in the prior art, the hub axle 1 is made according to the 2 and 3 from an outer bearing seat 3 with the main diameter 11, with the bearing seat 3 being followed by a right-hand stop 4 of enlarged diameter.

Dem Anschlag 4 axial gegenüberliegend ist ein gleichartiger Anschlag 5 vergrößerten Durchmessers angeordnet, der in einen ersten Lagersitz 6 übergeht, der ebenfalls den vergrößerten Hauptdurchmesser 11 aufweist.Arranged axially opposite the stop 4 is a similar stop 5 with an enlarged diameter, which merges into a first bearing seat 6, which also has the enlarged main diameter 11.

Vom Lagersitz 6 ausgehend erstreckt sich eine Freidrehung 7, die dann in einen Lagersitz 8 übergeht, die ebenfalls auf dem vergrößerten Hauptdurchmesser 11 liegt.Starting from the bearing seat 6, a free rotation 7 extends, which then merges into a bearing seat 8, which also lies on the enlarged main diameter 11.

Erfindungsgemäß ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, dass sich an den Lagersitz 8 eine konische Übergangsfläche 9 verringerten Lagerdurchmessers12 in axialer Richtung nach außen anschliesst, die in den äußeren Lagersitz 10 hineinführt.According to the invention, in a preferred exemplary embodiment it is provided that the bearing seat 8 is adjoined by a conical transition surface 9 of reduced bearing diameter 12 in the axial direction outwards, which leads into the outer bearing seat 10.

Auf diese Weise ist mindestens das eine Ende der Nabenachse 10 in ihrem Lagerdurchmesser verringert, und zwar auf den verringerten Lagerdurchmesser 12.In this way, at least one end of the hub axle 10 is reduced in its bearing diameter, namely to the reduced bearing diameter 12.

Dies ist auch in 3 dargestellt, wo die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.This is also in 3 shown where the same parts are provided with the same reference numerals.

In der 4 ist die Ansicht einer erfindungsgemäßen Hinterradnabe 30 dargestellt, wo erkennbar ist, dass linksseitig auf dem Nabenkörper 20 der Scheibenbremsflansch 13 drehfest angeordnet ist und ebenso im gegenseitigen Abstand die beiden Speichenaufnahmeflansche 14 und 15.In the 4 the view of a rear wheel hub 30 according to the invention is shown, where it can be seen that the disc brake flange 13 is arranged in a rotationally fixed manner on the left side of the hub body 20 and the two spoke receiving flanges 14 and 15 are also at a mutual distance.

Das Mittelrohr 23 übergreift die innenliegende Nabenachse 1, wie dies in 5 dargestellt ist.The center tube 23 engages over the internal hub axle 1, as shown in 5 is shown.

Die 4 zeigt jedoch noch nicht einen im Durchmesser verringerten Freilaufkörper 16, der erst aus 5 zu entnehmen ist.The 4 However, it does not yet show a freewheel body 16 with a reduced diameter, which is only available 5 can be seen.

In der 5 sind die gleichen Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wobei zwei verschiedene Ausführungen dargestellt sind.In the 5 the same parts are provided with the same reference numbers, with two different versions being shown.

Es ist in gestrichelter Darstellung erkennbar, dass sich der Hauptdurchmesser 11 bis in den Bereich des äußeren Lagerrings 19 erstreckt und dass sich erst im Bereich des äußeren Lagerrings 19 oder in Überschneidung mit dem äußeren Lagerring 19 die vorher beschriebene konische Übergangsfläche 9 anschließt, die in den verringerten Durchmesser 12 übergeht, um so den Durchmesser eines Bauraumes 26 zu minimieren und einen Bauraum 24 mit verringertem Durchmesser zu schaffen, auf dem das im Innen- und Auendurchmesser verkleinerte kleinste Kettenrad 32 befestigt werden kann.It can be seen in dashed lines that the main diameter 11 extends into the area of the outer bearing ring 19 and that the previously described conical transition surface 9, which is in the reduced diameter 12 passes over in order to minimize the diameter of an installation space 26 and to create an installation space 24 with a reduced diameter on which the smallest chain wheel 32, which has a smaller inner and outer diameter, can be attached.

Damit ergibt sich erstmals die Möglichkeit, dass nun der Durchmesser des Freilaufkörpers 16 mindestens in dessen axialen Endbereich verringert werden kann, denn in der gezeigten Ausführungsform nach 5 sind zwei verschiedene Ausführungsbeispiele dargestellt.This creates the possibility for the first time that the diameter of the freewheel body 16 can be reduced at least in its axial end region, as in the embodiment shown 5 Two different exemplary embodiments are shown.

Im ersten Ausführungsbeispiel, welches mit durchgezogenen Linien dargestellt ist, ist erkennbar, dass die Einbauposition 27 für das kleinste Kettenrad 32 auf dem verringerten Lagerdurchmesser 12 liegt und dass aber über die gesamte Länge des Freilaufkörpers 16 der verringerte Durchmesser 12 beibehalten wird.In the first exemplary embodiment, which is shown with solid lines, it can be seen that the installation position 27 for the smallest chain wheel 32 lies on the reduced bearing diameter 12 and that the reduced diameter 12 is maintained over the entire length of the freewheel body 16.

In gestrichelten Linien ist die zweite Ausführungsform eingezeichnet, die einen im Durchmesser abgestuften Freilaufkörper 16 zeigt, der ausgehend von der Einbauposition 27 für das kleinste Ritzel mit verringertem Durchmesser 12 eine auf den Hauptdurchmesser 11 vergrößerte Einbauposition 28 für die anderen Kettenräder des Zahnkranzpakets 31 ermöglicht.The second embodiment is shown in dashed lines, which shows a freewheel body 16 with a graduated diameter, which, starting from the installation position 27 for the smallest pinion with a reduced diameter 12, enables an installation position 28 that is enlarged to the main diameter 11 for the other sprockets of the sprocket package 31.

Im erst genannten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der verringerte Durchmesser 12 des Freilaufkörpers 16 von der Einbauposition 27 bis 29, während im zweitgenannten Fall lediglich die Einbauposition 27 für das kleinste Ritzel den verringerten Durchmesser 12 aufweist, während die Einbauposition 28 für die anderen Ritzel auf dem größeren Hauptdurchmesser 11 liegt.In the first-mentioned exemplary embodiment, the reduced diameter 12 of the freewheel body 16 extends from the installation position 27 to 29, while in the second-mentioned case only the installation position 27 for the smallest pinion has the reduced diameter 12, while the installation position 28 for the other pinions has the larger main diameter 11 is located.

Damit ergibt sich erstmals die Möglichkeit, dass bei im Durchmesser 12 verringertem Bauraum 24 und einem verringerten Durchmesser 26 des Bauraums mindestens bei der Einbauposition 27 ein Kettenrad 32 aufgebracht werden kann, welches im Innen- und Außen-Durchmesser verkleinert ist und so eine vergrößerte Übersetzung schafft.This creates the possibility for the first time that with a reduced diameter 12 of the installation space 24 and a reduced diameter 26 of the installation space, at least in the installation position 27, a chain wheel 32 can be applied, which is smaller in inner and outer diameter and thus creates an increased translation .

Dadurch ergibt sich in einer bevorzugten Ausführungsform eine um 10 % vergrößerte Übersetzung bezüglich des kleinsten Kettenrades 32.In a preferred embodiment, this results in a 10% increase in gear ratio with respect to the smallest chain wheel 32.

ZeichnungslegendeDrawing legend

11
Nabenachsehub axle
22
LängsmittenachseLongitudinal center axis
33
Lagersitzbearing seat
44
Anschlag (für 3)stop (for 3)
55
Anschlag (für 6)stop (for 6)
66
Lagersitzbearing seat
77
FreidrehungFree rotation
88th
Lagersitzbearing seat
99
konische Übergangsflächeconical transition surface
1010
Lagersitzbearing seat
1111
Hauptdurchmessermain diameter
1212
verringerter Lagerdurchmesserreduced bearing diameter
1313
ScheibenbremsflanschDisc brake flange
1414
SpeichenaufnahmeflanschSpoke receiving flange
1515
SpeichenaufnahmeflanschSpoke receiving flange
1616
Freilaufkörperfreewheel body
1717
Freilauflager (von 16)Freewheel bearing (of 16)
1818
Lagerring (innen)Bearing ring (inside)
1919
Lagerring (außen)Bearing ring (outside)
2020
NabenkörperHub body
2121
Endkappe (links)End cap (left)
2222
Endkappe (rechts)End cap (right)
2323
MittelrohrCenter tube
2424
verringerter Bauraumreduced installation space
2525
Durchmesser Bauraum (Stand der Technik)Diameter of installation space (state of the art)
2626
Durchmesser Bauraum (Erfindung)Diameter of installation space (invention)
2727
Einbauposition (kleines Ritzel)Installation position (small pinion)
2828
Einbauposition (für andere Ritzel)Installation position (for other sprockets)
2929
Einbauposition (für andere Ritzel)Installation position (for other sprockets)
3030
HinterradnabeRear wheel hub
3131
ZahnkranzpaketSprocket package
3232
kleinstes Kettenradsmallest sprocket
3333
Wälzlagerroller bearing

Claims (10)

Hinterradnabe für Fahrräder mit Kettenschaltung und vergrößerter Übersetzung des kleinsten Kettenrades (32) im Bereich des Zahnkranz- oder Ritzelpakets (31), wobei die Hinterradnabe (30) aus einem Nabenkörper (20) vergrößerten Durchmessers (25) besteht, in dessen Innenraum eine Nabenachse (1) über voneinander beabstandet angeordnete Lager (18, 19, 33) drehbar gelagert ist, deren Außendurchmesser einem Hauptdurchmesser (11) entspricht, wobei in einem durch den Durchmesser (26) des Nabenkörpers (20) definierten Bauraum (24`) an einer Seite des Nabenkörpers (20) ein Freilaufkörper (16) angeordnet ist, auf dem das Zahnkranzpaket (31) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser (12) der Nabenachse (1) mindestens im Bereich des Freilaufkörpers (16) gegenüber dem Hauptdurchmesser (11) verringert ist, dass der in diesem Bereich auf dem Nabenkörper (20) befestigte Freilaufkörper (16) ebenfalls mindestens teilweise über seine axiale Länge im Durchmesser (26) verringert ist und dass in diesem im Durchmesser (12) verminderten Bereich des Freilaufkörpers (16) mindestens das kleinste Kettenrad (32) des Zahnkranzpaktes (31) angeordnet ist.Rear wheel hub for bicycles with derailleur gears and increased gear ratio of the smallest chain wheel (32) in the area of the sprocket or pinion set (31), the rear wheel hub (30) consisting of a hub body (20) of enlarged diameter (25), in the interior of which a hub axle ( 1) is rotatably mounted via spaced-apart bearings (18, 19, 33), the outer diameter of which corresponds to a main diameter (11), in an installation space (24`) defined by the diameter (26) of the hub body (20) on one side of the hub body (20), a freewheel body (16) is arranged, on which the gear rim package (31) is fastened, characterized in that the diameter (12) of the hub axle (1) is at least in the area of the freewheel body (16) compared to the main diameter (11 ) is reduced, that the freewheel body (16) attached to the hub body (20) in this area is also at least partially reduced in diameter (26) over its axial length and that in this area of the freewheel body (16) with a reduced diameter (12) at least the smallest chain wheel (32) of the sprocket package (31) is arranged. Hinterradnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der verringerte Durchmesser (26) des Freilaufkörpers (16) über seine gesamte axiale Länge erstreckt.rear wheel hub Claim 1 , characterized in that the reduced diameter (26) of the freewheel body (16) extends over its entire axial length. Hinterradnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der verringerte Durchmesser (26) des Freilaufkörpers (16) nur in seinem axialen Endbereich gebildet ist, und dass in diesem Bereich das im Durchmesser verringerte Kettenrad (32) angeordnet ist.rear wheel hub Claim 1 , characterized in that the reduced diameter (26) of the freewheel body (16) is formed only in its axial end region, and that the chain wheel (32) with a reduced diameter is arranged in this region. Hinterradnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptdurchmesser (11) der Nabenachse (1) im Bereich des axial äußeren Lagerrings (19) verringert ist, dass ein im gleichen Durchmesser (11, 12) abgestufter Freilaufkörper (16) mit seinem endseitigen Durchmesser (12) zusammen mit dem Durchmesser (12) des darunter angeordneten Lagerkörpers (19) verringert ist, und dass auf dem im Durchmesser (12) verringerten axialen Bereich des Freilaufkörpers (16) mindestens das kleinste Kettenrad (32) mit einem daran angepassten verringerten Innen-und Außendurchmesser befestigt ist.Rear wheel hub according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the main diameter (11) of the hub axle (1) is reduced in the area of the axially outer bearing ring (19), that a freewheel body (16) with the same diameter (11, 12) is stepped together with its end diameter (12). with the diameter (12) of the bearing body (19) arranged underneath is reduced, and that at least the smallest chain wheel (32) with a reduced inner and outer diameter adapted to it is fastened on the axial region of the freewheel body (16) which has a reduced diameter (12). is. Hinterradnabe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der übrige Durchmesser des Freilaufkörpers (16) dem Hauptdurchmesser (11) der Nabenachse (1) entspricht.rear wheel hub Claim 4 , characterized in that the remaining diameter of the freewheel body (16) corresponds to the main diameter (11) of the hub axle (1). Hinterradnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabenachse (1) im Bereich des Freilaufkörpers (16) im Durchmesser (12) verringert ausgebildet ist, und dass die Nabenachse (1) eine konische, im Durchmesser verringerte Übergangsfläche (9) zwischen dem inneren und dem äußeren Lagerring (18, 19) des Freilaufkörpers (16) bildet.Rear wheel hub according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that the hub axle (1) has a reduced diameter (12) in the area of the freewheel body (16), and that the hub axle (1) has a conical transition surface (9) with a reduced diameter between the inner and outer bearing rings (18, 19) of the freewheel body (16). Hinterradnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass lediglich der lageräußere Querschnitt der Nabenachse (1) im Durchmesser (12) verringert ist, während der lagerinnere Durchmesser (11) der Nabenachse (1) auf dem gleichem Hauptdurchmesser (11) der übrigen axialen Länge der Nabenachse (1) verbleibt.Rear wheel hub according to one of the Claims 1 until 6 , characterized in that only the bearing-outer cross section of the hub axle (1) is reduced in diameter (12) while the bearing inner diameter (11) of the hub axle (1) remains on the same main diameter (11) of the remaining axial length of the hub axle (1). Hinterradnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens das kleinste Kettenrad (32) in seinem Außen-Durchmesser unter Beibehaltung seiner mechanischen Eigenschaften auf dem im Durchmesser (12) verringerten Durchmesser des Freilaufs (16) befestigt ist.Rear wheel hub according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the outer diameter of the at least the smallest chain wheel (32) is attached to the diameter of the freewheel (16), which has a reduced diameter (12), while maintaining its mechanical properties. Hinterradnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Durchmesser des kleinsten Kettenrades (32) von vorher 45 mm auf 40 bis 42 mm verringert ist.Rear wheel hub according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the inner diameter of the smallest chain wheel (32) is reduced from previously 45 mm to 40 to 42 mm. Hinterradnabe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Übersetzung der Kettenschaltung mit dem im Innen- und Außendurchmesser verringerten kleinsten Kettenrad (32) um 10 % vergrößert ist.Rear wheel hub according to one of the Claims 1 until 9 , characterized in that the gear ratio of the derailleur gear is increased by 10% with the smallest chain wheel (32) having a reduced inner and outer diameter.
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