DE102022126181A1 - Fahrradkurbelarm - Google Patents

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DE102022126181A1
DE102022126181A1 DE102022126181.6A DE102022126181A DE102022126181A1 DE 102022126181 A1 DE102022126181 A1 DE 102022126181A1 DE 102022126181 A DE102022126181 A DE 102022126181A DE 102022126181 A1 DE102022126181 A1 DE 102022126181A1
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bicycle crank
reinforcement
reinforcement structure
extending
fiber
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DE102022126181.6A
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English (en)
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Hong-Chou Lee
Chen-Hsiung Chen
En-Chieh Chen
Joachim Stürmer
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SRAM LLC
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SRAM LLC
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M1/00Rider propulsion of wheeled vehicles
    • B62M1/36Rider propulsion of wheeled vehicles with rotary cranks, e.g. with pedal cranks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M3/00Construction of cranks operated by hand or foot

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Eine Fahrradkurbel kann eine erste Aufnahme, eine zweite Aufnahme und einen Übergangsbereich aufweisen. Die erste Aufnahme dient zur Verbindung mit einer Spindel. Die zweite Aufnahme dient zur Verbindung mit einem Pedal. Der Übergangsbereich verbindet die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme und ist aus einem faserverstärkten thermoplastischen Material gebildet, das eine Faserkomponente und eine thermoplastische Komponente aufweist.

Description

  • Gebiet
  • Die Offenbarung betrifft einen Fahrradkurbelarm und insbesondere einen Fahrradkurbelarm, der aus einem faserverstärkten thermoplastischen Material hergestellt ist und/oder eine Verstärkungsstruktur aufweist.
  • Hintergrund
  • Eine konventionelle Fahrradkurbel oder ein konventioneller Kurbelarm aus Verbundwerkstoff ist aus einem vorimprägnierten Duroplast-Verbundwerkstoff hergestellt, der eine Vorbehandlung durch Laminieren (engl.: lay-up) oder Aufschichten (engl.: stacking) und einen Warmformprozess erfordert. Der Duroplast-Verbundwerkstoff ist nach dem Warmformen nicht mehr umformbar, sodass die aus diesem Material hergestellten Produkte nicht recycelbar und wiederverwendbar sind. Die Produkte können durch Vergraben oder Verbrennen entsorgt werden, was schlecht für die Umwelt ist. Darüber hinaus erfordert die Vorbehandlung der vorimprägnierten Duroplast-Verbundwerkstoffe vor dem Warmformen einen hohen Personal- und Arbeitsaufwand, was mit einer geringen Produktionseffizienz einhergeht. Die Ertragsrate dieser Produkte wird auch leicht durch uneinheitliche menschliche Arbeit beeinflusst, was eine hohe Ausschussrate bedeutet und die Kosten dieser Art von Produktionsverfahren steigert.
  • Zusammenfassung
  • Gemäß der Offenbarung umfasst die Fahrradkurbel eine erste Aufnahme, eine zweite Aufnahme und einen Übergangsbereich. Die erste Aufnahme dient zum Verbinden einer Spindel. Die zweite Aufnahme dient zum Verbinden eines Pedals. Der Übergangsbereich verbindet die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme und ist aus einem faserverstärkten thermoplastischen Material gebildet, das eine Faserkomponente und eine thermoplastische Komponente aufweist.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den folgenden Figuren:
    • 1 zeigt eine an einem Fahrrad eingesetzte erfindungsgemäße Fahrradkurbel;
    • 2 ist eine perspektivische Ansicht der Fahrradkurbel;
    • 3 ist eine weitere perspektivische Ansicht der Fahrradkurbel;
    • 4 ist eine perspektivische Ansicht einer ersten Metallaufnahme der Fahrradkurbel;
    • 5 ist eine perspektivische Ansicht einer zweiten Metallaufnahme der Fahrradkurbel;
    • 6 zeigt die Fahrradkurbel von der Seite;
    • 7 ist eine Schnittansicht der Fahrradkurbel entlang der Linie VII-VII von 6;
    • 8 ist eine weitere Schnittansicht der Fahrradkurbel entlang der Linie VIII-VIII von 6;
    • 9 zeigt eine beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 10 ist eine Schnittansicht des Beispiels von 9 entlang der Linie X-X von 9;
    • 11 ist eine weitere Schnittansicht des Beispiels von 9 entlang der Linie XI-XI von 9;
    • 12 zeigt eine weitere beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 13 ist eine Schnittansicht des Beispiels von 12 entlang der Linie XIII-XIII von 12;
    • 14 ist eine weitere Schnittansicht des Beispiels von 12 entlang der Linie XIV-XIV von 13;
    • 15 ist eine weitere Schnittansicht des Beispiels von 12 entlang der Linie XV-XV von 13;
    • 16 zeigt die Fahrradkurbel von 6 von der Seite und veranschaulicht die Verteilung einer Endlosfaserkomponente in einem faserverstärkten thermoplastischen Material, aus dem die Fahrradkurbel gebildet ist;
    • 17 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausschnitts und zeigt einen Querschnitt der Fahrradkurbel entlang der Linie XVII-XVII von 16;
    • 18 zeigt das Beispiel von 9 von der Seite und veranschaulicht die Verteilung einer Endlosfaserkomponente in einem faserverstärkten thermoplastischen Material, aus dem das Beispiel gebildet ist;
    • 19 zeigt das Beispiel von 12 von der Seite und veranschaulicht die Verteilung einer Endlosfaserkomponente in einem faserverstärkten thermoplastischen Material, aus dem das Beispiel gebildet ist;
    • 20(a) zeigt eine weitere beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 20(b) ist eine Schnittansicht des Beispiels von 20(a) entlang der Linie XXb-XXb von 20(a);
    • 20(c) ist eine weitere Schnittansicht des Beispiels von 20(a) entlang der Linie XXc-XXc von 20(a);
    • 21(a) zeigt eine weitere beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 21(b) ist eine Schnittansicht des Beispiels von 21(a) entlang der Linie XXIb-XXIb von 21(a);
    • 21(c) ist eine weitere Schnittansicht des Beispiels von 21(a) entlang der Linie XXIc-XXIc von 21(a);
    • 22(a) zeigt eine weitere beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 22(b) ist eine Schnittansicht des Beispiels von 22(a) entlang der Linie XXIIb-XXIIb von 22(a);
    • 22(c) ist eine weitere Schnittansicht des Beispiels von 22(a) entlang der Linie XXIIc-XXIIc von 22(a);
    • 23(a) zeigt eine weitere beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 23(b) ist eine Schnittansicht des Beispiels von 23(a) entlang der Linie XXIIIb-XXIIIb von 23(a);
    • 23(c) ist eine weitere Schnittansicht des Beispiels von 23(a) entlang der Linie XXIIIc-XXIIIc von 23(a);
    • 24(a) zeigt eine weitere beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 24(b) ist eine Schnittansicht des Beispiels von 24(a) entlang der Linie XXIVb-XXIVb von 24(a);
    • 25(a) zeigt eine weitere beispielhafte Fahrradkurbel von der Seite;
    • 25(b) ist eine Schnittansicht des Beispiels von 25(a) entlang der Linie XXVb-XXVb von 25(a);
    • 26 ist eine teilweise perspektivische Explosionsansicht einer weiteren beispielhaften Fahrradkurbel;
    • 27 ist eine perspektivische Ansicht des Beispiels von 26;
    • 28 ist eine Schnittansicht des Beispiels von 26;
    • 29 ist eine teilweise perspektivische Explosionsansicht einer weiteren beispielhaften Fahrradkurbel; und
    • 30 ist eine teilweise perspektivische Explosionsansicht einer weiteren beispielhaften Fahrradkurbel.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Bevor die Erfindung ausführlicher beschrieben wird, wird darauf hingewiesen, dass gegebenenfalls Bezugszeichen oder Endabschnitte von Bezugszeichen in den Figuren wiederholt werden, um entsprechende oder analoge Elemente zu kennzeichnen, die optional ähnliche Eigenschaften aufweisen können.
  • 1 zeigt ein Fahrrad 10, bei dem wenigstens eine erfindungsgemäße Fahrradkurbel 100 zum Einsatz kommt. Das Fahrrad 10 umfasst einen Hauptrahmen 101, ein Vorderrad 102, ein Hinterrad 103 und einen Antriebsstrang 104. Das Vorderrad 102 und das Hinterrad 103 sind drehbar mit dem Hauptrahmen 101 verbunden. Das Fahrrad 10 umfasst ferner ein Bremssystem mit einer Vorderbremse 105 und einer Hinterbremse 106 zum Bremsen des Vorderrads 102 bzw. des Hinterrads 103. Der Antriebsstrang 104 umfasst eine Kette 107, eine drehbar am Hauptrahmen 101 angebrachte Spindel 7, eine vordere Kettenradbaugruppe 108, die koaxial an der Spindel 7 angebracht ist, und eine hintere Kettenradbaugruppe 109, die koaxial an dem Hinterrad 103 angebracht ist. Die vordere Kettenradbaugruppe 108 und die hintere Kettenradbaugruppe 109 weisen jeweils wenigstens einen Kettenring auf. Die Richtung des Pfeils „A“ zeigt die Vorwärtsrichtung des Fahrrads 10 an.
  • In 1 ist das Fahrrad 10 als vollgefedertes Mountainbike mit flachem Lenker dargestellt. Die erfindungsgemäße Fahrradkurbel 100 kann jedoch für ein beliebiges mit einem Ein-Gang-Antrieb oder einem Mehr-Gang-Antrieb mit einem Schaltsystem verwendet werden. Das Schaltsystem kann eine vordere Schalteinheit und/oder eine hintere Schalteinheit umfassen. Das Bremssystem und das Schaltsystem können mechanisch gesteuert oder nicht mechanisch gesteuert sein.
  • Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst die Fahrradkurbel 100 einen Pedalanbringungsabschnitt, der für die Anbringung an einem Pedal eingerichtet ist. Der Pedalanbringungsabschnitt weist Merkmale auf, die die Anbringung eines Pedals erleichtern. Beispielsweise kann der Pedalanbringungsabschnitt einen Abschnitt mit Innengewinde aufweisen, der dazu eingerichtet ist, einen entsprechenden Abschnitt mit Außengewinde eines Pedals aufzunehmen. Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst der Pedalanbringungsabschnitt eine Aufnahme, z. B. eine erste Aufnahme 1 oder eine Pedalanbringungsaufnahme. Die erste Aufnahme 1 weist Merkmale zur Anbringung an einem Pedal auf, wie hierin beschrieben. Die erste Aufnahme 1 ist aus einem Material hergestellt, das derart beschaffen ist, dass es der Belastung beim Anbringen und Entfernen des Pedals und beim Betrieb der Fahrradkurbel 100 standhält. In einer Ausführungsform ist die erste Aufnahme 1 aus einem Material gebildet, das sich von dem/den anderen Material(ien) der Fahrradkurbel 100 unterscheidet. In einer Ausführungsform kann die erste Aufnahme 1 aus einem metallischen Material gebildet sein. Beispielsweise kann die erste Aufnahme 1 aus einem Material auf Aluminium- oder Stahlbasis gebildet sein.
  • Die Fahrradkurbel 100 umfasst ferner einen Spindelanbringungsabschnitt. Der Spindelanbringungsabschnitt weist Merkmale auf, die die Anbringung einer Spindel erleichtern. Beispielsweise kann der Spindelanbringungsabschnitt einen Abschnitt mit Merkmalen umfassen, die dazu eingerichtet sind, entsprechende Merkmale einer Spindel aufzunehmen, um eine geeignete Anbringung und Drehmomentübertragung zwischen der Spindel und der Fahrradkurbel 100 sicherzustellen. Wie in 2 und 3 dargestellt, umfasst der Spindelanbringungsabschnitt eine Aufnahme, z. B. eine zweite Aufnahme 2 oder eine Spindelanbringungsaufnahme. Die zweite Aufnahme 2 weist Merkmale zur Anbringung an einer Spindel auf, wie hierin beschrieben. Die zweite Aufnahme 2 ist aus einem Material hergestellt, das derart beschaffen ist, dass es der Belastung beim Anbringen und Entfernen der Spindel und beim Betrieb der Fahrradkurbel 100 standhält. In einer Ausführungsform ist die zweite Aufnahme 2 aus einem Material gebildet, das sich von dem/den anderen Material(ien) der Fahrradkurbel 100 unterscheidet. In einer Ausführungsform kann die zweite Aufnahme 2 aus einem metallischen Material gebildet sein. Beispielsweise kann die zweite Aufnahme 2 aus einem Material auf Aluminium- oder Stahlbasis gebildet sein.
  • Die erste Aufnahme 1 und die zweite Aufnahme 2 können aus demselben oder unterschiedlichen Materialien gebildet sein. In einer Ausführungsform sind die erste Aufnahme 1 und die zweite Aufnahme 2 aus demselben Material gebildet, beispielsweise aus Aluminium.
  • In einer alternativen Ausführungsform kann die Spindel mit der Fahrradkurbel 100 gebildet oder auf andere Weise dauerhaft an dieser angebracht sein.
  • Die Fahrradkurbel 100 umfasst ferner einen Übergangsbereich 3, der den Pedalanbringungsabschnitt und den Spindelanbringungsabschnitt miteinander verbindet. Wie in 2 und 3 dargestellt, verbindet der Übergangsbereich 3 die erste Aufnahme 1 und die zweite Aufnahme 2 miteinander. Der Übergangsbereich 3 ist aus einem anderen Material gebildet als die erste Aufnahme 1 und/oder die zweite Aufnahme 2. Wie hierin beschrieben, ist der Übergangsbereich aus einem faserverstärkten thermoplastischen Material (d. h. einem thermoplastischen Verbundwerkstoff) gebildet, das eine Faserkomponente und eine thermoplastische Komponente aufweist. Bei der Faserkomponente kann es sich um eine beliebige Faser handeln. Die Faserkomponente kann beispielsweise aus der Gruppe gewählt werden, die eine Carbonfaser, eine Glasfaser, eine Naturfaser, eine Aramidfaser, eine Metallfaser und Kombinationen davon umfasst. Die thermoplastische Komponente kann eine beliebige thermoplastische Komponente sein. Beispielsweise kann die thermoplastische Komponente aus der Gruppe gewählt werden, die Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid (PEI) und Kombinationen davon umfasst.
  • In einer Ausführungsform ist der thermoplastische Verbundwerkstoff nach Erwärmen auf über die Warmformtemperatur wieder verformbar. In einer Ausführungsform kann der thermoplastische Verbundwerkstoff auch durch Spritzen, Druck (z. B. 3D-Druck) und/oder Heißprägen gebildet sein.
  • Wie in 4 und 5 dargestellt, weist die erste Aufnahme 1 eine Innenverzahnung 11 auf, die mit der Spindel 7 drehbar in Eingriff steht. In einer Ausführungsform kann die erste Aufnahme 1 ferner eine drehfeste Struktur 14 aufweisen, die am Außenumfang ausgebildet ist. In einer Ausführungsform kann die erste Aufnahme 1 ferner eine Außenverzahnung 12 aufweisen, die drehbar mit einem Kettenring 9 der vorderen Kettenradbaugruppe 108 in Eingriff steht. In einer Ausführungsform kann die erste Aufnahme 1 ferner eine Mehrzahl von Gewindebohrungen 13 aufweisen, in die eine Mehrzahl von Schrauben (nicht dargestellt) eingreifen kann, um den Kettenring 9 an der ersten Aufnahme 1 zu befestigen. Die zweite Aufnahme 2 weist eine Gewindebohrung 21 auf, an der ein Pedal 8 zu verbinden ist. Die Fahrradkurbel 100 dient also zur Übertragung des Drehmoments vom Pedal 8 auf den Kettenring 9 und die Spindel 7.
  • Wie in 6 bis 8 dargestellt, umfasst der Übergangsbereich 3 einen Basisabschnitt 30. Der Basisabschnitt 30 weist eine Basisfläche 301 auf, die sich über die Länge des Übergangsbereichs 3 erstreckt. In einer Ausführungsform umfasst der Übergangsbereich 3 ferner eine erste Verstärkungsstruktur 31, die sich über die Länge des Übergangsbereichs 3 erstreckt. In einer Ausführungsform umfasst der Übergangsbereich 3 ferner eine zweite Verstärkungsstruktur 32, die sich über die Länge des Übergangsbereichs 3 erstreckt und von der ersten Verstärkungsstruktur 31 beabstandet ist. In einer Ausführungsform erstreckt sich wenigstens die erste Verstärkungsstruktur 31 oder die zweite Verstärkungsstruktur 32 von der Basisfläche 301 des Basisabschnitts 30. In einer Ausführungsform ist wenigstens die erste Verstärkungsstruktur 31 oder die zweite Verstärkungsstruktur 32 eine periphere Verstärkungsstruktur, die sich von einem Umfang der Basisfläche 301 des Basisabschnitts 30 erstreckt.
  • Unter Bezugnahme auf 16 und 17 umfasst in dieser Ausführungsform wenigstens die erste Verstärkungsstruktur 31 oder die zweite Verstärkungsstruktur 32 eine Endlosfaser (F), die aus der Faserkomponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials gebildet ist. In einer Ausführungsform können sowohl die erste Verstärkungsstruktur 31 als auch die zweite Verstärkungsstruktur 32 als Wandabschnitt ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann wenigstens die erste Verstärkungsstruktur 31 oder die zweite Verstärkungsstruktur 32 nicht kontinuierliche Fasern aufweisen.
  • In einigen Beispielen kann der Übergangsbereich 3 ferner eine Zwischenverstärkungsstruktur aufweisen, die zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 angeordnet ist.
  • Wie in 9 bis 11 dargestellt, umfasst der Übergangsbereich 3 in einem Beispiel wenigstens einen basiserweiternden Verstärkungsabschnitt 34, der sich von der Basisfläche 301 erstreckt. In einer Ausführungsform ist der basiserweiternde Verstärkungsabschnitt 34 zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 verbunden. Der basiserweiternde Verstärkungsabschnitt 34 dient als Zwischenverstärkungsstruktur.
  • Wie in 18 dargestellt, weist der basiserweiternde Verstärkungsabschnitt 34 eine Endlosfaser (F) auf, die aus der Faserkomponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials gebildet ist. In einer Ausführungsform kann der basiserweiternde Verstärkungsabschnitt 34 als Rippe ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann der basiserweiternde Verstärkungsabschnitt 34 nicht kontinuierliche Fasern aufweisen.
  • In einer Ausführungsform umfasst der Übergangsbereich eine Mehrzahl von Zwischenverstärkungsstrukturen. So umfasst der Übergangsbereich 3 beispielsweise basiserweiternde Verstärkungsabschnitte 34, die sich jeweils von der Basisfläche 301 erstrecken. In einer Ausführungsform kann wenigstens einer der basiserweiternden Verstärkungsabschnitte 34 zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 verbunden sein. In dieser Ausführungsform bilden die basiserweiternden Verstärkungsabschnitte 34 zusammen eine X-förmige Struktur. Es können auch andere Strukturformen gebildet werden. In einer Ausführungsform werden die basiserweiternden Verstärkungsabschnitte 34 aus einer Endlosfaser (F) gebildet.
  • Wie in 12 bis 15 dargestellt, umfasst der Übergangsbereich in einem Beispiel eine Zwischenverstärkungsstruktur, die als ein von der Basisfläche 301 beabstandeter überspannender Verstärkungsabschnitt 33 ausgebildet ist.
  • In einer Ausführungsform ist der überspannende Verstärkungsabschnitt 33 mit wenigstens einem distalen Ende der ersten Verstärkungsstruktur 31 oder einem distalen Ende der zweiten Verstärkungsstruktur 32 verbunden.
  • In einer Ausführungsform weist der überspannende Verstärkungsabschnitt 33 wenigstens eine darin ausgebildete Aussparung 331 auf. Die Aussparung 331 verringert das Gewicht des überspannenden Verstärkungsabschnitts 33 und stellt gleichzeitig eine ausreichende strukturelle Festigkeit des überspannenden Verstärkungsabschnitts 33 sicher.
  • Wie in 19 dargestellt, umfasst der überspannende Verstärkungsabschnitt 33 in einer Ausführungsform eine Endlosfaser (F), die aus der Faserkomponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials gebildet ist. In einer Ausführungsform kann der überspannende Verstärkungsabschnitt 33 als Wandabschnitt ausgebildet sein. In einer Ausführungsform kann der überspannende Verstärkungsabschnitt 33 nicht kontinuierliche Fasern aufweisen.
  • Wie in 20(a) dargestellt, weist der Übergangsbereich 3 in einem Beispiel eine Mehrzahl von basiserweiternden Verstärkungsabschnitten 34 auf, die sich vom Basisabschnitt 30 erstrecken, die zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 angeordnet sind und die zusammen eine Mehrzahl von X-förmigen Strukturen bilden, die entlang einer Erstreckungsrichtung des Übergangsbereichs 3 angeordnet sind. 20(b) und 20(c) zeigen insbesondere, dass eine Höhe jedes basiserweiternden Verstärkungsabschnitts 34 in Querrichtung (T) unterschiedlich sein oder entlang der Erstreckungsrichtung des Übergangsbereichs 3 variieren kann, sodass die Tiefen (in Querrichtung (T)) der zwischen den basiserweiternden Verstärkungsabschnitten 34 definierten Räume entlang der Erstreckungsrichtung des Übergangsbereichs 3 variieren.
  • Wie in 21(a) bis 21(c) dargestellt, kann in einem Beispiel die Breite jedes der basiserweiternden Verstärkungsabschnitte 34, die sich vom Basisabschnitt 30 erstrecken und zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 angeordnet sind, unterschiedlich sein.
  • Wie in 22(a) bis 22(c) dargestellt, kann der Kreuzungswinkel (A) jeder der X-förmigen Strukturen, die von den basiserweiternden Verstärkungsabschnitten 34 gebildet werden, die sich vom Basisabschnitt 30 erstrecken und zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 angeordnet sind, unterschiedlich sein.
  • Wie in 23(a) bis 23(c) dargestellt, umfasst der Übergangsbereich 3 in einem Beispiel eine Mehrzahl von basiserweiternden Verstärkungsabschnitten 34, die sich jeweils vom Basisabschnitt 30 erstrecken und zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 angeordnet und bogenförmig sind. In einer Ausführungsform ist jeder basiserweiternde Verstärkungsabschnitt 34 zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 verbunden. Die basiserweiternden Verstärkungsabschnitte 34 bilden zusammen wenigstens eine ringförmige Struktur. Es können auch andere Strukturformen gebildet werden.
  • Wie in 24(a) bis 25(b) dargestellt, umfasst der Übergangsbereich 3 in einem Beispiel eine Zwischenverstärkungsstruktur, die als Zwischenkörperabschnitt 35 ausgebildet ist. Der Zwischenkörperabschnitt 35 erstreckt sich von der Basisfläche 301 des Basisabschnitts 30 und ist zwischen der ersten Verstärkungsstruktur 31 und der zweiten Verstärkungsstruktur 32 verbunden. In einer Ausführungsform weist der Zwischenkörperabschnitt 35 eine Mehrzahl von Zwischenaussparungen 351 auf. Die Zwischenaussparungen 351 verringern das Gewicht des Zwischenkörperabschnitts 35 und stellen gleichzeitig eine ausreichende strukturelle Festigkeit des Zwischenkörperabschnitts 35 sicher. In einer Ausführungsform können sich die Aussparungen 351 durch den Zwischenkörperabschnitt 35 erstrecken.
  • 24(a) und 24(b) zeigen insbesondere, dass die Zwischenaussparungen 351 in einer Ausführungsform als Hexagonallöcher ausgebildet und derart angeordnet sind, dass der Zwischenkörperabschnitt 35 eine Wabenstruktur aufweist.
  • 25(a) und 25(b) zeigen insbesondere, dass die Zwischenaussparungen 351 in einer Ausführungsform rechteckig, kreisförmig, elliptisch oder anders geformt sein können.
  • Wie in 26 bis 28 dargestellt, umfasst die Fahrradkurbel 100 in einem Beispiel ferner eine Abdeckung 4, die aus einem anderen Material gebildet ist als die thermoplastische Komponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials. Die Abdeckung 4 kann wenigstens einen Abschnitt des Übergangsbereichs 3 abdecken, um den Abschnitt des Übergangsbereichs 3 zu schützen. In einer Ausführungsform ist der Übergangsbereich 3 mit einer Anbringungsaussparung 39 versehen, in der die Abdeckung 4 angebracht ist. In einer weiteren Ausführungsform weist das Material, aus dem die Abdeckung 4 gebildet ist, eine höhere Härte als die thermoplastische Komponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials. In einer weiteren Ausführungsform handelt es sich bei dem Material, aus dem die Abdeckung 4 gebildet ist, um Metall. Die Abdeckung 4 kann mit dem Übergangsbereich 3 durch Umspritzen, Heißpressen, Spritzpressen oder Kleben angebracht sein.
  • Wie in 29 dargestellt, kann die Fahrradkurbel 100 in einem Beispiel eine Mehrzahl von Abdeckungen 4 aufweisen. In einer Ausführungsform ist der Übergangsbereich 3 mit einer Mehrzahl von Anbringungsaussparungen 39 ausgebildet, an denen die Abdeckungen 4 jeweils angebracht sind.
  • Wie in 30 dargestellt, kann die Abdeckung 4 in einem Beispiel als dekoratives Zubehör dienen. In einer Ausführungsform ist der Übergangsbereich 3 mit der Anbringungsaussparung 39 zum Anbringen der Abdeckung 4 ausgebildet.
  • Zusammenfassend ist festzustellen, dass die erfindungsgemäße Fahrradkurbel recycelbar und wiederverwendbar ist, da der thermoplastische Verbundwerkstoff nach dem Erwärmen auf über die Warmformtemperatur wieder verformbar ist. Da der thermoplastische Verbundwerkstoff durch Spritzen, Drucken und Heißprägen geformt werden kann, ist die Ertragsrate der erfindungsgemäßen Fahrradkurbel höher als bei einer herkömmlichen Fahrradkurbel aus Duroplast-Verbundwerkstoff.
  • Schließlich stellte der Antragsteller auf der Grundlage des Belastungstests, der für die Fahrradkurbel der vorliegenden Offenbarung durchgeführt wurde (Daten nicht dargestellt), fest, dass die aus dem thermoplastischen Verbundwerkstoff (d. h. dem faserverstärkten thermoplastischen Material) hergestellte Fahrradkurbel nicht nur recycelbar und wiederverwendbar ist, sondern auch eine ausreichende strukturelle Festigkeit aufweist.
  • Die obige Beschreibung enthält zur Erklärung zahlreiche konkrete Details, um ein umfassendes Verständnis der Ausführungsformen zu ermöglichen. Für einen Fachmann ist es jedoch offenkundig, dass eine oder mehrere andere Ausführungsformen auch ohne einige dieser konkreten Details umgesetzt werden können. Ferner gilt, dass der Verweis auf „eine Ausführungsform“, eine Ausführungsform mit einer Ordnungszahl usw. in dieser Beschreibung bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder eine bestimmte Eigenschaft in der Umsetzung der Offenbarung berücksichtigt sein kann. Ferner ist zu beachten, dass in der Beschreibung verschiedene Merkmale manchmal in einer einzigen Ausführungsform, Figur oder Beschreibung davon gebündelt sind, um die Offenbarung zu straffen und das Verständnis verschiedener erfinderischer Aspekte zu erleichtern, und dass ein oder mehrere Merkmale oder konkrete Details einer Ausführungsform gegebenenfalls zusammen mit einem oder mehreren Merkmalen oder konkreten Details einer anderen Ausführungsform in der Umsetzung der Offenbarung verwendet werden können.
  • Obwohl die Offenbarung in Zusammenhang mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wurde, ist diese Offenbarung selbstverständlich nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt, sondern deckt sie verschiedene Anordnungen ab, die im Sinne und Umfang der weitesten Auslegung alle derartigen Änderungen und gleichwertigen Anordnungen umfassen.

Claims (21)

  1. Fahrradkurbel (100) mit: einer ersten Aufnahme (1), die zur Verbindung mit einer Spindel (7) geeignet ist; einer zweiten Aufnahme (2), die zur Verbindung mit einem Pedal (8) geeignet ist; und einem Übergangsbereich (3), der die erste Aufnahme (1) und die zweite Aufnahme (2) miteinander verbindet, wobei der Übergangsbereich (3) aus einem faserverstärkten thermoplastischen Material gebildet ist, das eine Faserkomponente und eine thermoplastische Komponente aufweist.
  2. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 1, wobei der Übergangsbereich (3) Folgendes umfasst: einen Basisabschnitt (30) mit einer Basisfläche (301), die sich über eine Länge des Übergangsbereichs (3) erstreckt, und eine erste Verstärkungsstruktur (31), die sich über die Länge des Übergangsbereichs (3) und von der Basisfläche (301) erstreckt.
  3. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 2, wobei der Übergangsbereich (3) ferner Folgendes umfasst: eine zweite Verstärkungsstruktur (32), die sich über die Länge des Übergangsbereichs (3) erstreckt, sich von der Basisfläche (301) erstreckt und von der ersten Verstärkungsstruktur (31) beabstandet ist.
  4. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 3, wobei wenigstens die erste Verstärkungsstruktur (31) oder die zweite Verstärkungsstruktur (32) eine periphere Verstärkungsstruktur ist, die sich von einem Umfang des Basisabschnitts (30) erstreckt.
  5. Fahrradkurbel (100) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die erste Verstärkungsstruktur (31) eine Endlosfaser (F) aufweist, die aus der Faserkomponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials gebildet ist.
  6. Fahrradkurbel (100) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der Übergangsbereich (3) ferner eine Zwischenverstärkungsstruktur umfasst, die zwischen der ersten Verstärkungsstruktur (31) und der zweiten Verstärkungsstruktur (32) angeordnet ist.
  7. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 6, wobei die Zwischenverstärkungsstruktur als ein überspannender Verstärkungsabschnitt (33) ausgebildet ist, der von der Basisfläche (301) beabstandet ist.
  8. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 7, wobei der überspannende Verstärkungsabschnitt (33) wenigstens eine darin ausgebildete Aussparung (331) aufweist.
  9. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der überspannende Verstärkungsabschnitt (33) eine Endlosfaser (F) aufweist, die aus der Faserkomponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials gebildet ist.
  10. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 6, wobei die Zwischenverstärkungsstruktur als basiserweiternder Verstärkungsabschnitt (34) ausgebildet ist, der sich von der Basisfläche (301) erstreckt und zwischen der ersten Verstärkungsstruktur (31) und der zweiten Verstärkungsstruktur (32) verbunden ist.
  11. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 10, wobei der Übergangsbereich (3) eine Mehrzahl der basiserweiternden Verstärkungsabschnitte (34) umfasst, die sich jeweils von der Basisfläche (301) erstrecken und zwischen der ersten Verstärkungsstruktur (31) und der zweiten Verstärkungsstruktur (32) verbunden sind, wobei die basiserweiternden Verstärkungsabschnitte (34) optional zusammen eine X-förmige Struktur bilden.
  12. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 10 oder 11, wobei der basiserweiternde Verstärkungsabschnitt (34) eine Endlosfaser (F) aufweist, die aus der Faserkomponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials gebildet ist.
  13. Fahrradkurbel (100) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Übergangsbereich (3) eine Mehrzahl der basiserweiternden Verstärkungsabschnitte (34) umfasst, die sich jeweils von der Basisfläche (301) erstrecken und zwischen der ersten Verstärkungsstruktur (31) und der zweiten Verstärkungsstruktur (32) verbunden sind, wobei die basiserweiternden Verstärkungsabschnitte (34) zusammen eine Mehrzahl von X-förmigen Strukturen bilden, die entlang einer Erstreckungsrichtung des Übergangsbereichs (3) angeordnet sind.
  14. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 10, wobei der Übergangsbereich (3) eine Mehrzahl der basiserweiternden Verstärkungsabschnitte (34) umfasst, die sich jeweils von der Basisfläche (301) erstrecken und zwischen der ersten Verstärkungsstruktur (31) und der zweiten Verstärkungsstruktur (32) verbunden sind, wobei die basiserweiternden Verstärkungsabschnitte (34) zusammen eine ringförmige Struktur bilden.
  15. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 6, wobei die Zwischenverstärkungsstruktur als ein Zwischenkörperabschnitt (35) ausgebildet ist, der sich von der Basisfläche (301) erstreckt und der zwischen der ersten Verstärkungsstruktur (31) und der zweiten Verstärkungsstruktur (32) verbunden ist, wobei der Zwischenkörperabschnitt (35) darin eine Mehrzahl von Zwischenaussparungen (351) definiert.
  16. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 15, wobei die Zwischenaussparungen (351) als Hexagonallöcher ausgebildet und/oder derart angeordnet sind, dass der Zwischenkörperabschnitt (35) eine Wabenstruktur aufweist.
  17. Fahrradkurbel (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, die ferner wenigstens eine Abdeckung (4) umfasst, die aus einem anderen Material gebildet ist als die thermoplastische Komponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials und die einen Abschnitt des Übergangsbereichs (3) abdeckt.
  18. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 17, wobei das die Abdeckung (4) bildende Material eine höhere Härte aufweist als die thermoplastische Komponente des faserverstärkten thermoplastischen Materials.
  19. Fahrradkurbel (100) nach Anspruch 18, wobei es sich bei dem die Abdeckung (4) bildenden Material um Metall handelt.
  20. Fahrradkurbel (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Faserkomponente aus der Gruppe gewählt wird, die eine Carbonfaser, eine Glasfaser, eine Naturfaser, eine Aramidfaser, einer Metallfaser und Kombinationen davon umfasst, und/oder die thermoplastische Komponente aus der Gruppe gewählt wird, die Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Polycarbonat (PC), Polyphenylensulfid (PPS), Polyetheretherketon (PEEK), Polyetherimid (PEI) und Kombinationen davon umfasst.
  21. Vorrichtung, die ein beliebiges beschriebenes Merkmal entweder einzeln oder in Kombination mit einem beliebigen Merkmal in einer beliebigen Konfiguration aufweist.
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