DE19755950C2

DE19755950C2 - Verfahren zur Herstellung von Antriebskurbeln für Fahrräder

Info

Publication number: DE19755950C2
Application number: DE19755950A
Authority: DE
Inventors: Jason Chen
Original assignee: Jason Chen
Current assignee: Gigantex Composite Technologies Co Ltd
Priority date: 1997-12-16
Filing date: 1997-12-16
Publication date: 2001-08-16
Anticipated expiration: 2017-12-17
Also published as: DE19755950A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Antriebskurbel für Fahrräder mit den folgenden Schritten:

a) Aufbringen einer Schicht schäumbaren Materials auf eine Außenfläche eines Metallstücks, das an seinen beiden Enden jeweils ein Loch hat;
b) Aufbringen einer Schicht aus vorimprägniertem Verbundwerk stoff auf die Schicht schäumbaren Materials;
c) Anordnen des gemäß Schritt b) behandelten Metallstücks in einer Form, die ein oberes Formsegment und ein unteres Formsegment aufweist, und Schließen der Form;
d) Erwärmen der Form für eine Dauer von etwa 10 bis 45 Minuten auf 140°C bis 160°C zur Bildung einer halbfertigen Kurbel, um das schäumbare Material schäumen zu lassen, so daß durch Formung des schäumbaren Materials, des vorimprägnierten Verbundwerkstoffes und des Metallstücks eine halbfertige Kurbel gebildet wird, sowie nachfolgendes Öffnen der Form und Entnahme der halbfertigen Kurbel;
e) Einbringen von Innengewinden in die Löcher der halbfertigen Kurbel und Entgraten der halbfertigen Kurbel, und
f) Fertigbearbeiten der Oberfläche der herzustellenden Kurbel durch Schleifen und ggf. Ausbessern sowie abzuschließendes Lackieren.

Für die Herstellung von Fahrradrahmen wurde bereits Aluminium eingesetzt, um das Gewicht der Fahrräder zu verringern. Nun besteht der Trend, zur Gewichtseinsparung Verbundwerkstoff zu verwenden, jedoch sind die Schlagfestigkeit und die Steifigkeit eines aus diesem Material hergestellten Rahmens schlecht.

Eine nach einem Verfahren der eingangs genannten Art herge stellte Fahrradkurbel aus kohlefaserverstärktem Kunststoff ist in der DE 296 08 748 U1 beschrieben. Einzelheiten zu den Her stellungsschritten, wie Verfahrensparameter, sind nicht angege ben.

Weiter ist eine aus glasfaserverstärktem Polyamid hergestellte Tretkurbel in der DE 196 01 125 A1 offenbart. Es sind jedoch keine Angaben zum Herstellungsprozeß im einzelnen vorhanden, wie dieser ausgeführt wird.

Auch die DE 39 02 272 A1 beschreibt lediglich eine carbonfaser- oder kevlarfaserverkleidete Tretkurbel, ohne daß eine Schäumung zu speziellen Herstellungsbedingungen offenbart ist.

Aus der Zeitschrift "bike" 3/97, Seiten 74 bis 82 geht eine Tretkurbel hervor, bei der um einen leichten Schaumkern unter schiedlich viele Gewebelagen gewickelt werden, wobei als Mate rial "Carbon" verwendet wird.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Herstellungsverfahren für Fahrradtretkurbeln zu schaffen, mit dem leichte und dauerhafte Tretkurbeln bei zugleich guten Festigkeitseigenschaften geschaffen werden können.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Verfahrensschritten gelöst. Vorteil hafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.

Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt somit die zeitlich aufeinanderfolgenden Schritte:

Erfindungsgemäß erfolgt die Erwärmung derart, daß die Form etwa 10 bis 45 Minuten lang auf 140 bis 160°C für den Schäumvorgang erwärmt wird. Es hat sich herausgestellt, daß das unter der artigen Bedingungen hergestellte Halbfertigprodukt leicht und haltbar und schlagfest ist, wobei seine Steifigkeit und Festig keit ohne Beeinträchtigung beibehalten und damit hoch sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung an einer Ausführungsform erläutert, die jedoch nur als Beispiel dient und keinerlei einschränkende Bedeutung hat. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm, das die Schritte des erfindungs gemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Fahrradtret kurbel veranschaulicht;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Ansicht einer Form und des Ausgangsmaterials für eine Fahrrad-Tretkurbel;

Fig. 3 einen Schnitt durch die Form mit dem darin befindli chen Ausgangsmaterial für die Kurbel;

Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht des in Fig. 3 gezeigten Kreisausschnittes;

Fig. 5 einen Schnitt durch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kurbel; und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht der Kurbel.

Es wird zur Erläuterung des Verfahrens zum Herstellen von Fahr rad-Tretkurbeln gemäß der Erfindung zunächst auf Fig. 1 und 2 Bezug genommen. Ein erster Verfahrensschritt umfaßt die Bereit stellung eines Metallstücks 30, vorzugsweise aus Aluminium, und das Aufbringen einer Schicht schäumbaren Materials 40 auf die Außenoberfläche des Metallstücks 30. Wie in Fig. 2 gezeigt, hat das Metallstück 30 in einem ersten Ende ein rundes Loch 31. Das zweite Ende des Metallstücks 30 hat einen verstärkten Abschnitt 32, in welchem ein quadratisches Loch 33 gebildet ist. Das schäumbare Material 40 ist vorzugsweise Epoxyharz, dessen spe zifisches Gewicht ungefähr 10% desjenigen des Metallstücks 30 beträgt. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat das Metall stück 30 eine Masse von 65 g, während das Epoxyharz eine Masse von 15 g hat.

Anschließend wird eine Schicht aus vorimprägniertem Verbund werkstoff 50 auf die Schicht des schäumbaren Materials 40 ge bracht. Bei der vorliegenden Ausführungsform hat der vorimprä gnierte Verbundwerkstoff 50 ein Gewicht von 75 g.

Nach der Beschichtung mit dem schäumbaren Material 40 und dem vorimprägnierten Verbundwerkstoff 50 (siehe Fig. 4 und Schritt 1 in Fig. 1) wird das Metallstück 30 in einer Form angeordnet, die ein oberes Formsegment 10 und ein unteres Formsegment 20 aufweist. Wie in Fig. 2 gezeigt, enthält das untere Formsegment 20 vier Tragstützen 201, die an den vier Ecken einer oberen Seite dieses Formsegmentes nach oben stehen. In der oberen Seite des unteren Formsegmentes 20 ist ferner ein Aufnahmefach 21 gebildet, auf dessen Boden an einem ersten Ende ein runder Stumpf 211 und an einem zweiten Ende ein quadratischer Stumpf 212 steht. Das obere Formsegment 10 hat in seiner Unterseite vier Aufnahmelöcher 11 (siehe Fig. 3) zur Aufnahme der Pfosten 201.

Als vorimprägnierter Verbundwerkstoff können unidirektionale oder textile Prepregs aus epoxyharzimprägnierter Kohlefaser, Glasfaser, Aramidfaser oder Kombinationen dieser Fasern verwen det werden. Alternativ kann es sich bei dem vorimprägnierten Verbundwerkstoff um unidirektionale oder textile Prepregs aus mit Vinylesterharz imprägnierten Kohlefasern, Glasfasern, Ara midfasern oder Kombinationen davon handeln.

Die Form wird anschließend für eine Dauer von etwa 10 bis 45 Minuten auf 140°C-160°C erwärmt, um das schäumbare Material 40 schäumen zu lassen und dadurch unter Formung des schäumbaren Materials 40, des vorimprägnierten Verbundwerkstoffes 50 und des Metallstücks 30 ein Halbfertigprodukt für die Kurbel zu erzielen (siehe Schritt 2 in Fig. 1).

Die halbfertige Kurbel 30 wird dann aus der Form genommen, ihre beiden Löcher 31 und 33 werden mit Innengewinde versehen, und die halbfertige Kurbel 30 wird entgratet (Schritt 3 in Fig. 1). Die halbfertige Kurbel 30 wird geschliffen und dann auf sie ge eignete Kitt- oder Spachtelmasse, insbesondere auf Polymerba sis, ggf. stellenweise flächig aufgebracht bzw. verkittet, um ihre Außenfläche glatt zu machen (Schritt 4 in Fig. 1). Schließlich wird die Außenfläche durch eine Sprühbehandlung wie z. B. Spritzlackieren weiterbehandelt, um eine gewünschte Farbe zur Anpassung an die Farbe des Fahrradrahmens zu erhalten (Schritt S in Fig. 1), womit eine Fahrrad-Tretkurbel 60, wie sie in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, als Fertigprodukt er halten ist (siehe Bezugszahl 6 in Fig. 1).

Aus der vorstehenden Beschreibung läßt sich erkennen, daß die nach dem vorliegenden Verfahren hergestellte Kurbel infolge der Verwendung von Aluminium und der Beschichtung mit schäumbarem Material und vorimprägniertem Verbundwerkstoff leicht und schlagfest ist, ohne daß ihre Steifigkeit vermindert wäre. Dies ist ein Durchbruch auf dem Gebiet der Herstellung von Antriebs kurbeln für Fahrräder.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen einer Antriebskurbel für Fahrräder und folgenden zeitlich aufeinanderfolgenden Verfahrensschrit ten:

a) Aufbringen einer Schicht schäumbaren Materials (40) auf eine Außenfläche eines Metallstückes (30), das an seinen beiden Enden jeweils ein Loch (31, 33) hat;
b) Aufbringen einer Schicht aus vorimprägniertem Verbundwerk stoff (50) auf die Schicht schäumbaren Materials;
c) Anordnen des gemäß Schritt b) behandelten Metallstückes in einer Form, die ein oberes Formsegment (10) und ein unteres Formsegment (20) aufweist, und Schließen der Form;
d) Erwärmen der Form für eine Dauer von etwa 10 bis 45 Minuten auf 140°C bis 160°C zur Bildung einer halbfertigen Kurbel, um das schäumbare Material (40) schäumen zu lassen, so daß durch Formung des schäumbaren Materials, des vorimprägnier ten Verbundwerkstoffes und des Metallstückes eine halbfer tige Kurbel (30) gebildet wird, sowie nachfolgendes Öffnen der Form und Entnahme der halbfertigen Kurbel;
e) Einbringen von Innengewinden in die Löcher der halbfertigen Kurbel und Entgraten der halbfertigen Kurbel, und
f) Fertigbearbeiten der Oberfläche der herzustellenden Kurbel durch Schleifen und ggf. Ausbessern sowie abzuschließendes Lackieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß das Metallstück (30) ein Aluminiumstück ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der vorimprägnierte Verbundwerkstoff gebildet ist durch unidirektionale oder textile Prepregs aus mit Epoxyharz imprägnierten Kohlefasern, Glasfasern, Aramidfa sern oder Kombinationen dieser Fasern.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, daß der vorimprägnierte Verbundwerkstoff gebildet ist durch unidirektionale oder textile Prepregs aus mit Vinylesterharz imprägnierten Kohlefasern, Glasfasern, Ara midfasern oder Kombinationen dieser Fasern.